Estrelas de massa muito baixa hospedam exoplanetas rochosos em órbita com mais frequência do que outros tipos de estrelas. As composições desses planetas são em grande parte desconhecidas, mas espera-se que estejam relacionadas com o disco protoplanetário em que se formam. Numa nova investigação, os astrónomos usaram o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para investigar a composição química do disco de formação planetária em torno da ISO-ChaI 147, uma estrela anã vermelha que pesa apenas um décimo do nosso Sol. Eles identificaram emissões de 13 moléculas contendo carbono, incluindo etano e benzeno.
Esta é a impressão artística de uma jovem estrela cercada por um disco de gás e poeira. Crédito da imagem: NASA/JPL.
ISO-ChaI 147 é uma anã vermelha com massa solar de 0,11 localizada a aproximadamente 639 anos-luz de distância, na constelação do Camaleão.
Esta estrela foi observada como parte do MIRI Mid-INfrared Disk Survey (MINDS), que visa construir uma ponte entre o inventário químico dos discos e as propriedades dos exoplanetas.
Estas observações fornecem informações sobre o ambiente, bem como ingredientes básicos para a formação de tais planetas.
Os astrónomos descobriram que o gás na região de formação planetária de ISO-ChaI 147 é rico em carbono.
Isto poderia acontecer porque o carbono é removido do material sólido a partir do qual os planetas rochosos podem se formar, e poderia explicar por que a Terra é relativamente pobre em carbono.
“Webb tem melhor sensibilidade e resolução espectral do que os telescópios espaciais infravermelhos anteriores”, disse o Dr. Aditya Arabhavi, astrônomo da Universidade de Groningen.
“Essas observações não são possíveis da Terra, porque as emissões são bloqueadas pela atmosfera.”
“Anteriormente só podíamos identificar a emissão de acetileno deste objeto.”
“No entanto, a maior sensibilidade e resolução espectral de Webb nos permitiram detectar emissões fracas de moléculas menos abundantes.”
“Webb também nos permitiu compreender que estas moléculas de hidrocarbonetos não são apenas diversas, mas também abundantes.”
O espectro do ISO-ChaI 147 mostra a química de hidrocarbonetos mais rica vista até hoje num disco protoplanetário, consistindo de 13 moléculas contendo carbono. Crédito da imagem: NASA/ESA/CSA/Ralf Crawford, STScI.
O espectro de ISO-ChaI 147 revelado por Instrumento de infravermelho médio de Webb (MIRI) mostra a química de hidrocarbonetos mais rica vista até hoje num disco protoplanetário, consistindo de 13 moléculas contendo carbono até o benzeno.
Isto inclui a primeira detecção extra-solar de etano, o maior hidrocarboneto totalmente saturado detectado fora do nosso Sistema Solar.
Como se espera que os hidrocarbonetos totalmente saturados se formem a partir de moléculas mais básicas, detectá-los aqui dá aos investigadores pistas sobre o ambiente químico.
Os astrónomos também detectaram etileno, propino e o radical metilo, pela primeira vez num disco protoplanetário.
“Essas moléculas já foram detectadas em nosso Sistema Solar, por exemplo, em cometas como 67P/Churyumov-Gerasimenko e C/2014 Q2 (Lovejoy)”, disse o Dr.
“É incrível que agora possamos ver a dança destas moléculas nos berços planetários.”
“É um ambiente de formação planetária muito diferente do que normalmente pensamos.”
A equipe indica que esses resultados têm grandes implicações para a astroquímica no interior de 0,1 UA e nos planetas que ali se formam.
“Isto é profundamente diferente da composição que vemos nos discos em torno de estrelas do tipo solar, onde dominam as moléculas contendo oxigénio (como o dióxido de carbono e a água),” disse a Dra. Inga Kamp, também da Universidade de Groningen.
“Este objeto estabelece que se trata de uma classe única de objetos.”
“É incrível que possamos detectar e quantificar a quantidade de moléculas que conhecemos bem na Terra, como o benzeno, em um objeto que está a mais de 600 anos-luz de distância”, disse a Dra. Agnés Perrin, astrônoma do Centro Nacional. da Pesquisa Científica.
As equipes resultados aparece hoje no jornal Ciência.
_____
AM Arabhavi e outros. 2024. Hidrocarbonetos abundantes no disco em torno de uma estrela de massa muito baixa. Ciência 384, 6700: 1086-1090; doi: 10.1126/science.adi8147
