Não há nenhuma evidência óbvia de um ou mais exoplanetas grandes atravessando o disco de detritos que circunda Vega, uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno.
Webb adquiriu esta imagem do disco circunstelar em torno de Vega usando o Mid-Infrared Instrument (MIRI). Crédito da imagem: NASA/ESA/CSA/STScI/S. Wolff, Universidade do Arizona/K. Su, Universidade do Arizona/A. Gáspár, Universidade do Arizona.
Vega é uma jovem estrela massiva localizada a aproximadamente 25 anos-luz de distância, na constelação de Lyra.
A estrela é classificada como tipo A – o nome de estrelas que tendem a ser maiores, mais jovens e giram muito mais rápido que o Sol.
Também conhecida como Alpha Lyra, Gliese 721 e HD 172167, Vega tem 455 milhões de anos e uma massa de duas massas solares.
Ele gira em torno de seu eixo uma vez a cada 16 horas – muito mais rápido que o Sol, com um período de rotação de 27 dias terrestres.
Vega é lendária porque ofereceu a primeira evidência de material orbitando uma estrela.
Este foi o primeiro hipotetizado por Immanuel Kant em 1775. Mas foram necessários mais de 200 anos até que a primeira evidência observacional fosse coletada em 1984.
Um intrigante excesso de luz infravermelha proveniente de poeira quente foi detectado pelo Satélite Astronômico Infravermelho (IRAS) da NASA. Foi interpretado como uma concha ou disco de poeira estendendo-se duas vezes o raio orbital de Plutão a partir da estrela.
Em uma nova pesquisa, os astrônomos analisaram imagens do disco de detritos de Vega obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA.
“Vega foi o primeiro disco de detritos planetários descoberto e um dos protótipos”, disse Kate Su, da Universidade do Arizona, e seus colegas em um estudo. papel apresentando as descobertas de Webb.
“Abriu um amplo campo de estudo que agora está a ser usado para identificar exoplanetas de massa relativamente baixa, fora do alcance de outras técnicas de descoberta, bem como para revelar propriedades detalhadas dos sistemas de pequenos corpos noutros sistemas planetários.”
“Vega continua a ser incomum”, acrescentou o Dr. Schuyler Wolff, astrônomo da Universidade do Arizona e autor principal de um papel apresentando as descobertas do Hubble.
“A arquitetura do sistema Vega é marcadamente diferente do nosso próprio Sistema Solar, onde planetas gigantes como Júpiter e Saturno impedem que a poeira se espalhe como acontece com Vega.”
“Para efeito de comparação, existe uma estrela próxima, Fomalhaut, que tem aproximadamente a mesma distância, idade e temperatura de Vega.”
“Mas a arquitetura circunstelar de Fomalhaut é muito diferente da de Vega. Fomalhaut tem três cinturões de detritos aninhados.”
“Os exoplanetas são sugeridos como corpos pastores em torno de Fomalhaut que comprimem gravitacionalmente a poeira em anéis, embora nenhum planeta tenha sido identificado positivamente ainda.”
“Dada a semelhança física entre as estrelas de Vega e Fomalhaut, por que Fomalhaut parece ter sido capaz de formar planetas e Vega não?” disse o Dr. George Rieke, também da Universidade do Arizona.
“Qual é a diferença? O ambiente circunstelar, ou a própria estrela, criou essa diferença? O que é intrigante é que a mesma física atua em ambos”, acrescentou o Dr. Wolff.
O Hubble adquiriu esta imagem do disco circunstelar em torno de Vega usando o Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Crédito da imagem: NASA/ESA/CSA/STScI/S. Wolff, Universidade do Arizona/K. Su, Universidade do Arizona/A. Gáspár, Universidade do Arizona.
Webb vê o brilho infravermelho de um disco de partículas do tamanho de areia girando em torno da escaldante estrela branco-azulada que é 40 vezes mais brilhante que o nosso Sol.
O Hubble captura um halo externo deste disco, com partículas não maiores que a consistência da fumaça que refletem a luz das estrelas.
A distribuição de poeira no disco de detritos de Vega é em camadas porque a pressão da luz das estrelas empurra os grãos menores para fora mais rapidamente do que os grãos maiores.
“Entre os telescópios Hubble e Webb, você obtém uma visão muito clara de Vega”, disse o Dr. Andras Gáspár, astrônomo da Universidade do Arizona e coautor de ambos os artigos.
“É um sistema misterioso porque é diferente de outros discos circunstelares que já vimos.”
“O disco Vega é liso, ridiculamente liso.”
O disco de Vega tem uma lacuna sutil, cerca de 60 UA (unidades astronômicas) da estrela (duas vezes a distância de Netuno ao Sol), mas por outro lado é muito suave até se perder no brilho da estrela.
Isto mostra que não existem planetas com pelo menos a massa de Neptuno a circular em grandes órbitas, como no nosso Sistema Solar.
“Estamos vendo em detalhes quanta variedade existe entre os discos circunstelares e como essa variedade está ligada aos sistemas planetários subjacentes”, disse o Dr.
“Estamos descobrindo muito sobre os sistemas planetários – mesmo quando não conseguimos ver o que podem ser planetas ocultos.”
“Ainda há muitas incógnitas no processo de formação planetária, e penso que estas novas observações de Vega vão ajudar a restringir os modelos de formação planetária.”
Os dois artigos aparecerão no Jornal Astrofísico.
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Kate YL Su e outros. 2024. Imagem do Sistema Vega Debris usando JWST/MIRI. ApJno prelo; arXiv: 2410.23636
Schuyler G. Wolff e outros. 2024. Pesquisa profunda por um halo de poeira leve espalhada ao redor de Vega com o Telescópio Espacial Hubble. ApJno prelo; arXiv: 2410.24042
