Investigadores internacionais identificaram, pela primeira vez, o momento em que planetas se começaram a formar em torno de uma estrela que não o Sol. Com o auxílio do ALMA, do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, e do Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrónomos observaram a criação dos primeiros nódulos de matéria de formação planetária: minerais quentes que começam a solidificar-se. Esta descoberta marca a primeira vez que um sistema planetário é identificado numa fase tão precoce da sua formação, ao mesmo tempo que abre uma janela para o passado do nosso próprio Sistema Solar.
“Identificámos, pela primeira vez, o momento mais precoce em que se inicia a formação de um planeta em torno de uma estrela que não o nosso Sol”, afirma Melissa McClure, professora da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, e autora principal do novo estudo publicado hoje na revista Nature.
A co-autora Merel van ‘t Hoff, professora na Universidade de Purdue, EUA, compara a descoberta a “uma fotografia do Sistema Solar bebé”, dizendo que “estamos a ver um sistema que se parece com o nosso Sistema Solar quando este se começou a formar”.
“As primeiras partes sólidas dos planetas, ou ‘planetesimais’, têm de se formar em fases anteriores.”
Este sistema planetário recém nascido está a surgir em torno da HOPS-315, uma protoestrela situada a cerca de 1300 anos-luz de distância da Terra e que é uma análoga do nosso Sol bebé. Os astrónomos observam frequentemente em torno destas estrelas bebés discos de gás e poeira, os chamados ‘discos protoplanetários’, que são os locais onde se formam novos planetas. Embora já tenham sido observados anteriormente discos jovens com planetas recém formados, massivos e semelhantes a Júpiter, McClure diz que “sempre soubemos que as primeiras partes sólidas dos planetas, ou ‘planetesimais’, têm de se formar em fases anteriores”.
No nosso Sistema Solar, o primeiro material sólido a condensar-se em torno do Sol perto da actual localização da Terra encontra-se preso em meteoritos antigos. Os astrónomos datam estas rochas primordiais para determinar quando começou a formação do nosso Sistema Solar. Estes meteoritos estão cheios de minerais cristalinos que contêm monóxido de silício (SiO) e que podem condensar-se às temperaturas extremamente elevadas presentes nos discos planetários jovens. Com o tempo, estes sólidos recém condensados juntam-se, lançando as sementes para a formação de planetas à medida que ganham tamanho e massa. Os primeiros planetesimais de tamanho quilométrico do Sistema Solar, que cresceram e se tornaram planetas como a Terra ou o núcleo de Júpiter, formaram-se logo após a condensação destes minerais cristalinos.
“Este processo nunca tinha sido observado anteriormente num disco protoplanetário.”
Com esta nova descoberta, os astrónomos encontraram provas de que estes minerais quentes começam a condensar-se no disco protoplanetário da HOPS-315. Os resultados mostram que o SiO está presente em torno desta jovem estrela no seu estado gasoso, bem como no interior destes minerais cristalinos, sugerindo que começou agora a solidificar-se. “Este processo nunca tinha sido observado anteriormente num disco protoplanetário, ou em qualquer outro lugar fora do nosso Sistema Solar”, explica o co-autor do estudo Edwin Bergin, professor na Universidade de Michigan, EUA.
Estes minerais foram identificados pela primeira vez com o auxílio do Telescópio Espacial James Webb, um projecto conjunto das agências espaciais norte-americana, europeia e canadiana. Para descobrir de onde vinham exatamente os sinais, a equipa observou o sistema com o ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, que é operado pelo ESO em conjunto com parceiros internacionais no deserto chileno do Atacama.
Com os dados obtidos, os investigadores conseguiram determinar que os sinais químicos provêem de uma pequena região do disco em torno da estrela, equivalente à órbita da cintura de asteróides em torno do Sol. “Estamos de facto a ver estes minerais num local deste sistema extrassolar correspondente ao sítio onde os vemos nos asteróides do nosso Sistema Solar”, diz o co-autor Logan Francis, investigador de pós-doutoramento da Universidade de Leiden.
Por este motivo, o disco da HOPS-315 é um óptimo análogo para estudar a nossa própria história cósmica. Como diz Merel van ‘t Hoff, “este sistema é um dos melhores que conhecemos para sondar realmente alguns dos processos que aconteceram no nosso Sistema Solar”, para além de oferecer também aos astrónomos uma nova oportunidade para estudar a formação planetária precoce, uma vez que pode ser usado como substituto dos sistemas solares recém-nascidos da Galáxia.
A astrónoma do ESO e gestora do ALMA na Europa, Elizabeth Humphreys, que não participou no estudo, comenta: “Fiquei muito impressionada com este estudo, que revela uma fase muito precoce da formação planetária, sugerindo que a HOPS-315 pode ser usada para compreender melhor como se formou o nosso próprio Sistema Solar. Este resultado realça bem o poder combinado do JWST e do ALMA na exploração de discos protoplanetários”.
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