8372 – Astrônomos descobrem ‘fábrica de cometas’


Cientistas conseguiram, pela primeira vez, observar a região em volta de uma estrela jovem onde partículas de poeira conseguem se juntar umas às outras e se aglutinar, formando grandes corpos rochosos. Além de documentar esse tipo de fenômeno, a descoberta deve ajudar a resolver um dos mistérios da astronomia: o mecanismo pelo qual as pequenas partículas de poeira que orbitam as estrelas são capazes de formar planetas, cometas e asteroides. A pesquisa que descreve a descoberta foi publicada nesta quinta-feira na revista Science.
As pesquisas mais recentes têm mostrado que o sistema solar não é um caso isolado — a maioria das estrelas possui planetas e outros corpos em sua órbita. O que os pesquisadores não haviam conseguido explicar é como esses corpos se formam. As teorias diziam que isso acontecia a partir da colisão e do acúmulo dos grãos de poeira que giram em volta das estrelas.
As simulações de computador mostravam, no entanto, que conforme os aglomerados de partículas cresciam, o processo ficava cada vez mais improvável. Quando dois grãos maiores colidiam, em vez de se aglutinar eles se despedaçavam. Isso criava inúmeras partículas de poeira e todo o processo era reiniciado. Mesmo quando esse tipo de colisão não acontecia, a fricção com a poeira e o gás em seu caminho fazia com que os grãos maiores fossem arrastados para órbitas cada vez mais próximas à estrela, até serem consumidos por elas.
Isso criou um impasse: enquanto as simulações mostravam que a formação de planetas por esse mecanismo era muito difícil, as observações astronômicas descobriam um número cada vez maior de novos planetas fora do Sistema Solar. Para resolver esse problema, os pesquisadores teorizaram então a existência de um mecanismo pelo qual vórtices e redemoinhos criados em meio à poeira que circunda uma estrela criariam zonas protegidas, onde as partículas poderiam se juntar aos poucos, até serem grandes o suficiente para sobreviver por si mesmas.

Para criar esses abrigos — que foram chamados de armadilhas de poeira—, seria necessária a presença de outro corpo grande, como um planeta gasoso, girando em volta da estrela. Conforme esse objeto se movimentasse pelo disco de poeira, ele iria abrir caminho e produzir os vórtices necessários para a existência da armadilha. Todo esse complexo mecanismo só existia na cabeça e nas simulações dos astrofísicos teóricos, mas nunca havia sido visto na prática. Até agora.
A pesquisa publicada na revista Science descreve o primeiro registro de uma armadilha de poeira, orbitando a estrela Oph-IRS 48, localizada a 400 anos-luz da Terra. Observações anteriores já haviam mostrado a existência de anéis de gás e de poeira muito uniformes ao redor dessa estrela. Eles possuíam um formato curioso, com um grande espaço vazio entre as órbitas mais internas e mais externas. Isso costuma ser visto como um indício da presença de um planeta muito grande — com cerca de 10 vezes a massa de Júpiter —, justamente o tamanho necessário para criar as armadilhas de poeira.
Ao observar a região, utilizando o Atacama Large Millimeter Array (ALMA), radiotelescópio pertencente ao Observatório Europeu do Sul, os pesquisadores descobriram uma protuberância em uma das porções externas do disco de poeira. Essa protuberância reunia as maiores partículas — que chegavam a alguns milímetros de diâmetro — e tinha um formato inesperado. “Nós esperávamos que ela tivesse o formato de um anel, mas encontramos outra forma, semelhante à castanha de caju. Tivemos de nos convencer de que essa característica era real, mas o forte sinal e a clareza das observações do ALMA não deixavam nenhuma dúvida. Foi aí que percebemos o que tínhamos encontrado”, diz Nienke van der Marel, pesquisador do Observatório Leiden, na Holanda.

O que eles haviam descoberto era justamente uma região que isolava os maiores grãos de poeira, deixando-os livres para se aglomerar e formar grupamentos maiores — a armadilha de poeira. “É provável que estejamos olhando para uma espécie de fábrica de cometas, já que as condições são perfeitas para que as partículas cresçam dos milímetros atuais para o tamanho desses corpos”, disse van der Marel.
A armadilha estava localizada a uma grande distância de sua estrela, cerca de 50 vezes maior do que a que separa a Terra do Sol. Nessas condições, a formação de planetas seria impossível. “A poeira não deve formar corpos do tamanho de planetas a essa distância. Mas, no futuro, o ALMA deverá ser capaz de observar armadilhas de poeira ainda mais próximas às estrelas, com os mesmos mecanismos em funcionamento. Nesse caso, estaríamos vendo o berço de novos planetas”, diz o pesquisador.
As observações foram feitas antes mesmo de o ALMA entrar em completo funcionamento, usando apenas uma pequena porção das 66 antenas instaladas no deserto do Atacama. “Estas observações mostram que o ALMA é capaz de produzir ciência realmente transformativa, e isto quando ainda operava com menos de metade da rede completa. Isso dá a oportunidade de estudar os aspectos básicos da formação planetária de maneiras que anteriormente não eram possíveis”, diz Ewine van Dishoeck, pesquisador do Observatório de Leiden, que contribuiu com a construção do ALMA e participou do recente estudo.