Tentando Encontrar Planetas Novos Cobertos em Poeira

Quando pensamos na formação de planetas, a imagem que geralmente nos vem à mente é a de um processo que acontece depois que a estrela central já está bem estabelecida. No entanto, novas e fascinantes descobertas estão desafiando essa ideia, sugerindo que a criação de mundos pode começar muito mais cedo, enquanto a estrela ainda é uma “bebê” envolta em seu berçário cósmico.

O observatório ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) é, sem dúvida, a ferramenta mais poderosa dos astrônomos para desvendar os segredos dos discos protoplanetários que circundam estrelas jovens. Graças ao ALMA, já vimos inúmeras imagens desses discos, com anéis e lacunas que parecem ter sido esculpidos por planetas em formação.

Em uma pesquisa recente, uma equipe de cientistas utilizou o ALMA para observar 16 discos ao redor de protoestrelas Classe 0/I — as estrelas mais jovens que podemos encontrar. O que eles descobriram? Que a formação planetária pode começar muito antes do que se imaginava.

O Berçário Cósmico: Protoestrelas Classe 0/I

Historicamente, a ciência acreditava que a formação de planetas era um evento subsequente à formação estelar. Mas a evidência crescente aponta para um início mais precoce, ocorrendo enquanto a estrela ainda está na fase de protoestrela.

Imagine uma protoestrela Classe 0/I como um recém-nascido que ainda está profundamente aninhado em seu cobertor de gás e poeira. É um estágio onde a protoestrela está ativamente “engordando”, acumulando a maior parte de sua massa.

“Evidências crescentes sugerem que o processo de formação de planetas começa durante os estágios protoestelares embutidos (Classe 0/I), tornando a caracterização dos discos protoestelares chave para estudar tanto o processo de acreção da protoestrela quanto as fases iniciais da formação de planetas,” explicam os autores do estudo.

O desafio? Esses discos protoestelares são ambientes observacionais extremamente difíceis. A espessa camada de gás e poeira age como uma névoa densa, obscurecendo o que está acontecendo lá dentro. Felizmente, o ALMA tem a capacidade de “enxergar” através dessa névoa.

O Elo Perdido da Formação Planetária

Paola Caselli, Diretora do Centro de Astroquímica do MPE e uma das principais autoras do estudo, ressalta a importância dessas observações:

“Esses discos bebês preenchem a lacuna entre a nuvem em colapso e os estágios posteriores de formação de planetas. Eles fornecem o elo perdido para entender como estrelas e planetas emergem juntos.”

A pesquisa faz parte do FAUST (Fifty AU STudy), um programa contínuo que usa o ALMA para estudar sistemas de protoestrelas semelhantes ao nosso Sol em escalas de aproximadamente 50 unidades astronômicas (a distância média entre a Terra e o Sol).

O Que a Poeira Esconde?

Um dos principais objetivos dos astrônomos é identificar quando as subestruturas em discos — como os anéis e lacunas que indicam a presença de planetas — começam a aparecer. Em discos mais evoluídos (Classe II), essas subestruturas são mais comuns.

Até agora, apenas cerca de 60 discos Classe 0/I foram observados, e somente cinco deles apresentaram subestruturas claramente definidas, todas em discos Classe I. Isso sugere duas possibilidades: ou a formação de planetas realmente começa no estágio Classe I, ou os discos mais jovens (Classe 0) são tão espessos que a emissão de luz é “opticamente espessa”, impedindo a detecção clara das subestruturas.

Neste novo estudo, os pesquisadores identificaram apenas uma subestrutura definitiva (já conhecida) e uma potencial. Isso não é um fracasso; pelo contrário, sugere que muitas outras subestruturas estão escondidas, além do alcance atual do ALMA.

“Esses resultados apoiam a ideia de que subestruturas anulares podem surgir já no estágio Classe 0, mas são frequentemente ocultadas por emissão opticamente espessa,” concluem os autores.

Discos Mais Brilhantes e Mais Massivos

Além da questão das subestruturas, o trabalho revelou que esses discos jovens são cerca de dez vezes mais brilhantes do que os discos mais evoluídos. Por quê? Porque eles são muito mais espessos e massivos do que se pensava.

Essa massa e espessura extraordinárias nos dão pistas sobre as forças que moldam esses sistemas. Hauyu Baobab Liu, da Universidade Nacional Sun Yat-sen, Taiwan, explica:

“Nossos resultados mostram que a autogravidade e o aquecimento por acreção desempenham um papel importante na formação dos discos mais antigos. Eles influenciam tanto a massa disponível para a formação de planetas quanto a química que leva a moléculas complexas.”

É um mistério cósmico: a Natureza adora esconder seus segredos em regiões densas e empoeiradas. E, como humanos, continuamos a tentar espiar por dentro para encontrar essas respostas.

O Futuro da Observação

O ALMA continuará sendo crucial para os esforços futuros de observação das fases iniciais da formação de planetas. Outros radiotelescópios, como o Very Large Array, também contribuirão.

No entanto, a próxima geração de instalações, como o Square Kilometre Array (SKA) e o Next Generation VLA (ngVLA), será fundamental. Por que? Porque eles observarão esses discos opacos em comprimentos de onda mais longos.

“Observações em comprimentos de onda mais longos são necessárias para superar essas questões e, portanto, futuras observações com SKAO e ngVLA, juntamente com observações mais sensíveis com o ALMA para alcançar populações mais amplas e fracas, serão chave para avançar nossa compreensão da formação e evolução inicial de discos e planetas,” concluem os autores.

Em resumo, a busca por planetas bebês é como tentar encontrar agulhas em um palheiro cósmico, mas cada nova observação nos aproxima de entender o momento exato em que os mundos começam a nascer. A formação de planetas não é um evento tardio, mas sim um processo que começa no calor e na poeira do berçário estelar.