Imagem ALMA mais detalhada de sempre de um disco protoplanetário

Evidência de formação planetária numa órbita semelhante à da Terra em torno de uma estrela jovem.

A melhor imagem ALMA obtida até à data de um disco protoplanetário em torno da estrela jovem TW Hydrae.
A imagem da jovem estrela próxima TW Hydrae mostra os clássicos anéis e espaços vazios que indicam que existe formação planetária no sistema.
Crédito: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Esta nova imagem obtida pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostra, com o maior detalhe alguma vez observado, um disco de formação planetária em torno da estrela próxima do tipo do Sol, a TW Hydrae.

A imagem revela um espaço vazio no disco, que se encontra à mesma distância da estrela como a Terra se encontra do Sol, o que pode significar que uma versão do nosso planeta, ou possivelmente uma super-Terra mais massiva, se começa a formar nesse local.

Imagem ALMA do disco que se encontra a formar planetas em torno da estrela jovem do tipo solar TW Hydrae.
A imagem sobreposta (em cima à direita) apresenta um zoom do espaço vazio mais próximo da estrela, o qual se encontra à mesma distância que a Terra se encontra do Sol, e que sugere que uma versão do nosso planeta poderá estar a emergir do gás e poeira do disco.
As estruturas de luz concêntricas adicionais representam outras regiões de formação de planetas mais longe no disco.
Crédito: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

A estrela TW Hydrae é um popular alvo de estudo dos astrónomos devido à sua proximidade à Terra (apenas 175 anos-luz de distância) e ao facto de ser uma estrela muito jovem (com cerca de 10 milhões de anos de idade). Em termos de orientação apresenta-se de face quando observada a partir da Terra, o que dá aos astrónomos uma visão rara, não distorcida, do disco protoplanetário completo que a rodeia.

“Estudos anteriores feitos com telescópios ópticos e rádio, confirmaram que a TW Hydrae possui um disco proeminente com estruturas que sugerem fortemente que começa a coalescer,” disse Sean Andrews do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts, EUA, e autor principal do artigo científico publicado hoje na revista da especialidade Astrophysical Journal Letters. “As novas imagens ALMA mostram o disco com um detalhe sem precedentes, revelando uma série de anéis de poeira brilhantes e espaços escuros concêntricos e incluindo estruturas intrigantes que parecem indicar que um planeta com uma órbita do tipo da Terra se está a formar nesse local.”

Os outros espaços vazios significativos que aparecem nas novas imagens estão situados a três e seis mil milhões de quilómetros da estrela central, o que corresponde às distâncias médias entre o Sol e os planetas Urano e Plutão no nosso Sistema Solar. Também estes espaços são muito provavelmente o resultado de partículas que se juntaram para formar planetas e que seguidamente limparam as suas órbitas da poeira e do gás, levando o restante material para zonas bem definidas.

A região interior do disco protoplanetário da TW Hydrae observada pelo ALMA.
Esta imagem ALMA da jovem estrela próxima TW Hydrae tem uma resolução de 1 UA (Unidade Astronómica, a distância da Terra ao Sol no nosso Sistema Solar) e revela um espaço vazio à distância de 1 UA, o que sugere que um planeta com uma órbita semelhante à da Terra se está a formar nesse local.
Crédito: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Para as novas observações da TW Hydrae, os astrónomos fizeram imagens da fraca radiação rádio emitida pelos grãos de poeira do tamanho do milímetro existentes no disco, revelando detalhes da ordem da distância entre a Terra e o Sol (cerca de 150 milhões de quilómetros). Estas observações detalhadas foram possíveis graças à configuração de elevada resolução de longa linha de base do ALMA. Quando as antenas parabólicas do ALMA se encontram na sua separação máxima, até 15 km de distância entre si, o telescópio pode observar imensos detalhes. “Esta é a imagem de maior resolução espacial alguma vez obtida pelo ALMA de um disco protoplanetário e não será fácil conseguir fazer melhor no futuro!” disse Andrews.

“A TW Hydrae é muito especial. Tem o disco protoplanetário mais próximo da Terra que se conhece e provavelmente assemelha-se bastante ao Sistema Solar quando este tinha apenas 10 milhões de anos,” acrescenta o co-autor David Wilner, também do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Observações anteriores do ALMA de outro sistema, HL Tauri, mostram que discos protoplanetários ainda mais jovens — com um mero milhão de anos — podem apresentar assinaturas semelhantes de formação planetária. Ao estudar o disco mais velho da TW Hydrae, os astrónomos esperam compreender melhor a evolução do nosso próprio planeta e as perspectivas de sistemas semelhantes em toda a Galáxia.

Os astrónomos pretendem agora saber quão comuns serão este tipo de estruturas nos discos em torno de outras estrelas jovens e como é que estes objetos podem variar com o tempo ou com o meio que os envolve.

Este é um artigo do ESO, que pode ser lido aqui.