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Esta figura mostra os anéis de poeira em torno de estrelas jovens capturadas pelo Gemini Planet Imager Exoplanet Survey, ou GPIES. Os anéis mostram uma diversidade de formas e tamanhos, tornados mais extremos pelas diferentes projeções dos anéis no céu. Crédito: Imagem da UC Berkeley por Thomas Esposito
Os astrônomos divulgaram este mês a maior coleção de imagens nítidas e detalhadas de discos de entulho em torno de estrelas jovens, mostrando a grande variedade de formas e tamanhos de sistemas estelares durante seus primeiros anos de formação de planetas. Surpreendentemente, quase todos mostraram evidências de planetas.
As imagens foram obtidas durante um período de quatro anos por um instrumento de precisão, o Gemini Planet Imager (GPI), montado no telescópio Gemini South de 8 metros no Chile. A GPI usa um sistema óptico adaptável de ponta para remover o desfoque atmosférico, fornecendo as imagens mais nítidas até a data de muitos desses discos.
Instrumentos terrestres como o GPI, que está sendo atualizado para realizar observações semelhantes no céu do norte a partir do Telescópio Norte de Gemini, no Havaí, podem ser uma maneira de rastrear estrelas com discos de detritos suspeitos para determinar quais valem a pena buscar por mais poderosos, mas caros. , telescópios para encontrar planetas - em particular, planetas habitáveis. Vários telescópios de 20, 30 e 40 metros, como o Telescópio Gigante de Magalhães e o Telescópio Extremamente Grande, entrarão em operação nas próximas décadas, enquanto o Telescópio Espacial James Webb, em órbita, deverá ser lançado em 2021.
"Geralmente é mais fácil detectar o disco cheio de poeira do que os planetas, então você detecta a poeira primeiro e depois sabe apontar o seu Telescópio Espacial James Webb ou o Telescópio Romano Nancy Grace para esses sistemas, reduzindo o número de estrelas. você precisa procurar esses planetas em primeiro lugar", disse Tom Esposito, um pós-doutorado da Universidade da Califórnia em Berkeley.
Esposito é o primeiro autor de um artigo descrevendo os resultados que apareceram em 15 de junho no The Astronomical Journal .
Cintos de cometas em torno de outras estrelas
Das 26 imagens de discos de detritos obtidas pelo Gemini Planet Imager (GPI), 25 tinham "buracos" ao redor da estrela central que provavelmente foram criados por planetas varrendo rochas e poeira. Sete dos 26 eram anteriormente desconhecidos; imagens anteriores dos outros 19 não eram tão nítidas quanto as do GPI e geralmente não tinham resolução para detectar um furo interno. A pesquisa dobra o número de discos de detritos gravados em alta resolução.
"Uma das coisas que descobrimos é que esses discos são realmente anéis com clareiras internas", disse Esposito, que também é pesquisador do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia. "A GPI tinha uma visão clara das regiões internas próximas à estrela, enquanto no passado, as observações do Telescópio Espacial Hubble e de instrumentos mais antigos do solo não podiam ver suficientemente perto da estrela para ver o buraco ao seu redor".
O GPI incorpora um parágrafo coronário que bloqueia a luz da estrela, permitindo ver tão perto quanto uma unidade astronômica (AU) da estrela ou a distância da Terra ao nosso Sol: 93 milhões de milhas.
A GPI mirou 104 estrelas que eram incomumente brilhantes na luz infravermelha , indicando que estavam cercadas por detritos refletindo a luz da estrela ou aquecidas pela estrela. O instrumento registrou luz polarizada no infravermelho próximo, dispersa por pequenas partículas de poeira, com cerca de um milésimo de milímetro (1 mícron) de tamanho, provavelmente o resultado de colisões entre rochas maiores em um disco de detritos.
Seis dos 26 discos circunstanciais da pesquisa Gemini Planet Imager, destacando a diversidade de formas e tamanhos que esses discos podem assumir e mostrando os limites externos dos sistemas estelares em seus anos de formação. Crédito: Imagem do Observatório Internacional de Gêmeos, NOIRLab, NSF, AURA e Tom Esposito, UC Berkeley. Processamento de imagem por Travis Recto, Anchorage da Universidade do Alasca, Mahdi Zamani e Davide de Martin.
"Não houve pesquisa sistemática de discos de detritos jovens tão grandes assim, olhando com o mesmo instrumento, usando os mesmos modos e métodos de observação", disse Esposito. "Detectamos esses 26 discos de detritos com qualidade de dados muito consistente, onde podemos realmente comparar as observações, algo único em termos de pesquisas com discos de detritos".
Os sete discos de detritos nunca antes fotografados dessa maneira estavam entre os 13 discos em torno de estrelas se movendo juntos pela Via Láctea, membros de um grupo chamado associação estelar Scorpius-Centaurus, que está localizada entre 100 e 140 parsecs da Terra, ou cerca de 400 raios de luz. anos .
"É como o ponto de pesca perfeito; nossa taxa de sucesso foi muito maior do que qualquer outra coisa que já fizemos", disse Paul Kalas, professor adjunto de astronomia da UC Berkeley e segundo autor do artigo. Como todos os sete são ao redor de estrelas que nasceram na mesma região aproximadamente ao mesmo tempo ", esse grupo em si é um mini laboratório onde podemos comparar e contrastar as arquiteturas de muitos viveiros planetários que se desenvolvem simultaneamente sob uma variedade de condições, algo que realmente não tínhamos antes ", acrescentou Esposito.
Das 104 estrelas observadas, 75 não possuíam discos de tamanho ou densidade que o GPI pudesse detectar, embora possam estar cercados por detritos que sobraram da formação do planeta. Observou-se que outras três estrelas hospedavam discos pertencentes à fase "protoplanetária" anterior da evolução.
Como era nosso sistema solar em sua infância?
A extensão dos discos de detritos variou muito, mas a maioria variou entre 20 e 100 UA. Estavam em torno de estrelas com idades variando de dezenas de milhões de anos a algumas centenas de milhões de anos, um período muito dinâmico para a evolução dos planetas. A maioria era maior e mais brilhante que o Sol.
A única estrela, HD 156623, que não tinha um buraco no centro do disco de detritos era uma das mais jovens do grupo, que se encaixa nas teorias de como os planetas se formam. Inicialmente, o disco protoplanetário deve ser relativamente uniforme, mas à medida que o sistema envelhece, os planetas se formam e varrem a parte interna do disco .
"Quando olhamos para discos circunstelares mais jovens, como discos protoplanetários que estão em uma fase anterior da evolução, quando planetas estão se formando ou antes de os planetas começarem a se formar, há muito gás e poeira nas áreas em que encontramos esses buracos nos discos de detritos mais antigos ", disse Esposito. "Algo removeu esse material ao longo do tempo, e uma das maneiras de fazer isso é com os planetas".
Como a luz polarizada dos discos de detritos pode teoricamente dizer aos astrônomos a composição da poeira, Esposito espera refinar modelos para prever a composição - em particular, para detectar água, que é considerada uma condição para a vida.
Estudos como esses podem ajudar a responder a uma pergunta persistente sobre o nosso próprio sistema solar, disse Kalas.
"Se você atrasar o relógio para o nosso próprio sistema solar em 4,5 bilhões de anos, qual desses discos éramos nós? Éramos um anel estreito ou uma bolha difusa?" ele disse. "Seria ótimo saber como éramos naquela época para entender nossas próprias origens. Essa é a grande pergunta sem resposta".
Explorar mais
Mais informações: Thomas M. Esposito et al., Resultados do disco de detritos da Campanha de imagem polarimétrica da Pesquisa do Exoplanet do Gemini Planet Imager Exoplanet, The Astronomical Journal (2020). DOI: 10.3847 / 1538-3881 / ab9199Informações da revista: Astronomical Journal
Fornecido por University of California - Berkeley
Fonte: Phys News / pela Universidade da Califórnia - Berkeley / 28-06-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
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