Durante décadas, os astrónomos souberam que a poderosa luz emitida por estrelas massivas pode perturbar o disco planetário giratório de poeira e gás em torno de estrelas jovens, o berço de onde nascem os planetas. Mas uma questão crucial permaneceu sem resposta: com que rapidez este processo ocorre e deixa material suficiente para formar planetas? Utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA e o Atacama Large Millimeter Array (ALMA), os astrónomos estudaram agora um berçário estelar, a Nebulosa de Orion, especificamente um disco protoplanetário denominado d203-506, onde o material formador de planetas, normalmente confinado a uma região minúscula, foi ampliado para um tamanho invulgarmente grande. Isso lhes permitiu medir a taxa de perda de material com uma precisão sem precedentes.

Berné et al.  observou o disco protoplanetário irradiado com ultravioleta distante d203-506 na Nebulosa de Órion.  Crédito da imagem: Berné et al., doi: 10.1126/science.adh2861.

Berna e outros. observou o disco protoplanetário irradiado com ultravioleta distante d203-506 na Nebulosa de Órion. Crédito da imagem: Berné e outros., doi: 10.1126/science.adh2861.

Estrelas jovens de baixa massa são frequentemente cercadas por discos protoplanetários de poeira e gás de vida relativamente curta, que fornecem as matérias-primas a partir das quais os planetas se formam.

Como tal, a formação de planetas gigantes gasosos é limitada por processos que removem massa dos discos protoplanetários, como a fotoevaporação.

A fotoevaporação ocorre quando as camadas superiores dos discos protoplanetários são aquecidas por prótons de raios X ou ultravioleta, o que aumenta a temperatura do gás e faz com que ele escape do sistema.

Como a maioria das estrelas de baixa massa se formam em aglomerados que também contêm estrelas massivas, espera-se que os discos protoplanetários sejam expostos à radiação externa e sofram fotoevaporação induzida por ultravioleta.

Modelos teóricos prevêem que a radiação ultravioleta distante produz regiões de fotodissociação – áreas onde os fótons ultravioleta lançados por estrelas massivas próximas influenciam fortemente a química dos gases nas superfícies dos discos protoplanetários. No entanto, a observação direta desses processos tem sido ilusória.

Thomas Haworth, da Universidade Queen Mary de Londres, e colegas combinaram observações infravermelhas, submilimétricas e ópticas do Webb e do ALMA do disco protoplanetário d203-506 na Nebulosa de Órion para determinar o efeito da irradiação ultravioleta.

Ao modelar a cinemática e a excitação das linhas de emissão detectadas dentro da região de fotodissociação, eles descobriram que o d203-506 está perdendo massa a uma taxa elevada devido ao aquecimento e ionização impulsionados pelo ultravioleta distante.

De acordo com a equipa, a taxa a que esta massa está a ser perdida do d203-506 indica que o gás poderá ser removido do disco dentro de um milhão de anos, suprimindo a capacidade de formação de gigantes gasosos dentro do sistema.

“Este é um estudo de caso verdadeiramente excepcional”, disse o Dr. Haworth, coautor de um estudo papel publicado na revista Ciência.

“Os resultados são surpreendentes: a jovem estrela está a perder impressionantes 20 massas terrestres de material por ano, sugerindo que nenhum planeta semelhante a Júpiter poderia possivelmente formar-se neste sistema.”

“A taxa que medimos alinha-se perfeitamente com os nossos modelos teóricos, dando-nos confiança para compreender como os diferentes ambientes moldam a formação planetária em todo o Universo.”

“Ao contrário de outros casos conhecidos, esta jovem estrela está exposta apenas a um tipo de radiação UV da estrela massiva próxima.”

“A falta de um ‘casulo quente’ criado pela radiação UV mais energética permite que o material formador do planeta se torne muito maior e mais fácil de estudar.”

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Olivier Berné e outros. 2024. Um fluxo de fotoevaporação impulsionado pelo ultravioleta distante observado em um disco protoplanetário. Ciência 383 (6686): 988-992; doi: 10.1126/science.adh2861

Fonte: InfoMoney

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