Cientistas descobrem três planetas se formando em torno de estrela binária

Uma pesquisa já aceita para publicação pelo The Astrophysical Journal, e disponível no servidor de pré-impressão arXiv, descobriu três sistemas inteiros de planetas nascendo em torno de uma estrela binária.

Sistema estelar binário localizado a 980 anos-luz da Terra pode fornecer dados importantes sobre como os planetas nascem nesses ambientes. Imagem: Artsiom P – Shutterstock

Denominado SVS 13, o sistema estelar binário está a 980 anos-luz de distância da Terra, e de acordo com os pesquisadores as complexas estruturas de poeira ao seu redor lançam luz sobre como os sistemas planetários nascem nesses ambientes.

Uma vez que uma grande proporção de estrelas está ligada em sistemas estelares múltiplos, isso tem implicações para a compreensão da formação e evolução dos planetas. “Nossos resultados revelaram que cada estrela tem um disco de gás e poeira ao seu redor e que, além disso, um disco maior está se formando em torno de ambas as estrelas”, diz a astrônoma Ana Karla Díaz-Rodríguez, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC), na Espanha, e do Centro Regional Alma, da Universidade de Manchester, no Reino Unido.

“Este disco externo mostra uma estrutura espiral que está alimentando matéria nos discos individuais, e, em todos eles, sistemas planetários podem se formar no futuro. Isso é uma evidência clara para a presença de discos ao redor de ambas as estrelas e a existência de um disco comum em um sistema binário”, revelou Ana Karla.

Processo de formação de planetas comum em estrelas singulares é visto pela primeira vez em um sistema binário

Estrelas nascem de laços densos em nuvens de gás molecular flutuando no espaço. Sob as condições certas, um desses laços entra em colapso sob sua própria gravidade e começa a girar. À medida que gira, o material ao seu redor se achata em um disco que se arrasta para a estrela, alimentando seu crescimento.

Quando a estrela chega ao fim de sua formação, o que sobra se torna o disco protoplanetário. Toda a poeira e gás restantes correm ao redor, e eventualmente se juntam em grandes aglomerados que se acumulam para formar planetas, asteroides, cometas, luas, planetas anões e todas as diversidades que se pode encontrar em um sistema planetário.

Isso ocorre em torno de estrelas singulares muito facilmente, e o nosso sistema solar é a prova disso, bem como a maioria dos exoplanetas confirmados até agora, que foram encontrados orbitando estrelas únicas.

Imagem dos discos do sistema estelar SVS 13 captados pelo ALMA. Imagem: ALMA via Ana Karla Díaz-Rodríguez

Acredita-se que um sistema de múltiplas estrelas, criando um ambiente que é gravitacionalmente mais complicado, pode ser mais hostil ao processo de formação de um planeta.

O jovem sistema estelar binário SVS 13 está localizado em uma região formadora de estrelas chamada nuvem molecular de Perseus. Consiste em duas estrelas com uma massa combinada quase igual à do Sol, trancada em uma órbita muito apertada. Elas estão separadas apenas cerca de 90 unidades astronômicas (Plutão é cerca de 40 unidades astronômicas do Sol, para se ter ideia).

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30 anos de observações e dados inéditos ajudaram na pesquisa

Para saber mais sobre o espaço em torno desta protoestrela binária, bem como as próprias estrelas, Ana Karla e sua equipe examinaram 30 anos de observações do telescópio de última geração Very Large Array (VLA), do Observatório Nacional de Radioastronomia do Novo México, nos EUA. Eles também fizeram novas observações com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, conhecido como ALMA.

Isso permitiu que a equipe reconstruísse a órbita do binário e determinasse as massas das estrelas, a orientação do sistema e os tamanhos e massas dos discos. Eles encontraram dois pequenos discos, um com um raio de poeira de 12 unidades astronômicas, o outro com um raio de poeira de 9 unidades astronômicas e ambos com um raio de gás de 30 unidades astronômicas. O enorme disco circumbinário que envolve ambas as estrelas tem braços em espiral que se estendem por 500 unidades astronômicas.

“Começamos a estudar esse sistema há 25 anos. Ficamos surpresos quando descobrimos que o SVS 13 era um binário de rádio, porque apenas uma estrela é vista na óptica”, disse o astrônomo Guillem Anglada, também do IAA-CSIC. “Foi muito estranho descobrir um par de estrelas gêmeas em que uma delas parecia ter evoluído muito mais rápido que a outra. Projetamos vários experimentos para obter mais detalhes e descobrir se, nesse caso, qualquer uma das estrelas poderia formar planetas. Agora vimos que ambas as estrelas são muito jovens, e que ambas podem formar planetas”.

Estudos anteriores do mesmo sistema identificaram moléculas na poeira e no gás ao redor de SVS 13, incluindo moléculas orgânicas complexas que são precursoras dos blocos de construção da vida.

“Isso significa que quando os planetas começarem a se formar em torno desses dois sóis, os blocos de construção da vida estarão lá”, explicou Ana Karla. “Podemos não estar por perto para ver o processo se desenrolar, mas saber que essas moléculas estão lá pode nos ajudar a desvendar o mistério de nossa existência no Universo”.

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