Se você quiser saber como era o Sistema Solar recém-formado, estude os discos planetários em torno de outras estrelas. Tal como elas, a nossa estrela era uma única estrela formando o seu séquito de mundos e outras estrelas fizeram o mesmo. Tudo isto aconteceu há 4,5 mil milhões de anos, por isso temos de observar sistemas semelhantes em torno de estrelas próximas.
Recentemente, os astrônomos usaram rádio e telescópios ópticos para estudar uma coleção dos chamados “discos planetários duplos”. Estas são coleções de material em torno de estrelas binárias, às vezes também chamadas de “discos protoplanetários”. Eles se concentraram em um sistema chamado DF Tau porque apresentava algumas características peculiares. Você pensaria que os discos planetários nesses pares seriam aproximadamente os mesmos, já que eles se formaram a partir das mesmas matérias-primas que suas estrelas-mãe. No entanto, eles mostram algumas diferenças surpreendentes entre si.
DF Tau e seus discos planetários duplos
DF Tau fica a pouco mais de 400 anos-luz de distância de nós, na constelação de Touro. Está em uma nuvem molecular gigante que contém centenas de estrelas recém-nascidas. DF Tau são duas estrelas bastante jovens de massa igual. Eles estão em uma dança orbital de 48 anos entre si e muito provavelmente se formaram juntos na mesma nuvem de gás e poeira. No entanto, seus discos apresentam diferenças distintas. A estrela primária mais brilhante tem um disco interno ativo. A região interna da estrela secundária parece ter desaparecido quase completamente. O que isso diz sobre a formação e evolução dessas regiões e de seus planetas (se houver)?
De acordo com o Dr. Taylor Kutra do Observatório Lowell e um dos pesquisadores que analisam este sistema, ele é complexo. “A dispersão dos discos circunstelares é um processo complicado com muitas incógnitas”, disse Kutra. “Olhando para sistemas que se formam juntos, podemos controlar uma variável importante: o tempo. O DF Tau e outros sistemas em nossa pesquisa nos dizem que a evolução do disco não é estritamente uma função do tempo, outros processos estão em jogo.”
Mecânica de disco
Pense nos discos planetários como rodas gigantes girando no coração de nuvens moleculares. À medida que se move, o material do disco se aglomera. Isso forma planetesimais e, em última análise, planetas. O processo de formação do planeta eventualmente esgota o material do disco. Não demora muito para que o material se dissipe assim. Não sobrou nada do local de nascimento circunstelar do nosso Sistema Solar, por isso temos que procurar outros exemplos para compreender o nosso.
Encontrar tais discos em torno de outras estrelas é um instantâneo de uma creche planetária no início do processo de formação e evolução. Encontrar um par deles como binário é uma oportunidade extraordinária de compreender as complicações da formação planetária em tal par. O fato de um deles ter sofrido dissipação de sua região interna levanta muitas questões. O que está acontecendo para causar essa dissipação? Poderia ser devido à formação planetária ocorrer mais rapidamente em um disco? Há formação ocorrendo no mais brilhante? Que outros processos poderiam causar tal desequilíbrio nas duas estruturas?
Kutra e uma equipe de astrônomos usaram o Atacama Large Millimeter Array do NRAO no Chile, bem como observações ópticas e infravermelhas de outras instalações, como o Observatório Keck, para estudar o par. Os seus dados deverão ajudar a esclarecer o processo de formação planetária nos discos emparelhados e a explicar as diferenças. Uma possibilidade para explicar as diferenças na dissipação é observar as viscosidades dos discos individuais. Outra é procurar a presença de uma companheira subestelar abrindo lacunas naquela que circunda a estrela secundária. Também é possível que as estrelas recém-nascidas possam afetar os seus discos de diferentes maneiras. Em alguns sistemas, essas estrelas trabalham para evaporar os seus discos muito rapidamente.
Trabalho futuro necessário
O DF Tau não foi o único sistema que estudaram. Existem muitas outras fontes na pesquisa ALMA. Eles permitem aos astrônomos estudar como os discos circunstelares evoluem, particularmente em sistemas binários. O sistema DF Tau merece mais estudos, uma vez que os astrónomos estão apenas a começar a compreender as suas características.
Assim que os astrônomos entenderem esses processos, isso deverá nos ajudar a entender a formação de planetas em discos circunstelares. Isso porque a sua evolução afeta diretamente o momento da formação planetária. Os astrónomos continuarão a investigar a densidade dos discos e o momento das mudanças nas regiões interiores e exteriores – e se tudo correr bem – procurarão mundos recentemente formados ali e noutros sistemas que encontrarem no futuro. Como nem todas as estrelas se formam como singletons (como o Sol), verificar mais binários deve nos dar uma melhor compreensão da evolução das estrelas binárias e dos planetas.
Para mais informações
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