James Webb detecta planetas recém-formados nadando em água

Astronomia

Uma grande questão sobre a formação da Terra é: de onde veio toda a água? Novos dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) mostram que planetas recém-formados em um sistema a 370 anos-luz de distância estão cercados por vapor d’água em suas órbitas. Embora astrônomos já tenham detectado vapor d’água em discos protoplanetários anteriormente, esta é a primeira vez que é observado onde os planetas estão se formando.

“Já vimos água em outros discos, mas não tão próxima e em um sistema onde os planetas estão se formando. Antes do Webb, não podíamos fazer esse tipo de medição”, disse Giulia Perotti do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg, Alemanha, líder das observações.

O sistema planetário distante, chamado PDS 70, contém tanto um disco interno quanto um disco externo de gás e poeira, separados por uma lacuna de 5 bilhões de milhas de largura (8 bilhões de quilômetros). O MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) do JWST detectou o vapor d’água no disco interno do sistema, onde se espera que planetas terrestres rochosos e sub-Netunos se formem.

O vapor d’água foi detectado a distâncias inferiores a 100 milhões de milhas (160 milhões de quilômetros) da estrela. A Terra orbita a 93 milhões de milhas (150 milhões de km) de nosso Sol.

Embora planetas reais ainda não tenham sido detectados nesta região interna de PDS 70, astrônomos observaram evidências de protoplanetas, com os materiais básicos para a formação de mundos rochosos na forma de silicatos. Os astrônomos afirmam em seu artigo, publicado na revista Nature, que a detecção de vapor d’água implica que, se planetas rochosos estão se formando lá, eles terão água disponível desde o início.

Essa representação artística retrata a estrela PDS 70 e seu disco protoplanetário interno. Novas medições feitas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA detectaram vapor d’água a distâncias inferiores a 100 milhões de milhas da estrela – a região onde planetas rochosos e terrestres podem estar se formando. Esta é a primeira detecção de água na região terrestre de um disco já conhecido por abrigar dois ou mais protoplanetas, um dos quais é mostrado na parte superior direita. Crédito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

“Essa descoberta é extremamente empolgante, pois investiga a região onde normalmente se formam planetas rochosos semelhantes à Terra,” acrescentou Thomas Henning, diretor do MPIA e coautor do artigo. Henning é co-investigador principal do instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, que fez a detecção, e o investigador principal do programa MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) que compilou os dados.

Nesse sistema, existem dois planetas conhecidos, PDS 70b e PDS 70c, ambos com o tamanho de Júpiter. Esses gigantes gasosos estão localizados dentro da lacuna entre os dois discos empoeirados, e o planeta c pode ter uma lua orbitando-o. O fato de outros planetas já terem se formado neste sistema é um indicativo positivo para a futura formação de outros mundos.

Mas a pergunta ainda permanece: de onde veio a água? Os pesquisadores disseram que uma possibilidade é que átomos de hidrogênio e oxigênio se encontrem na região, formando água. Outra possibilidade é que a água migre do disco externo e mais frio para o sistema interno.

PDS 70 é uma estrela do tipo K, mais fria que o nosso Sol, e estima-se que tenha 5,4 milhões de anos. Isso é relativamente velho para uma estrela ainda estar formando planetas, já que com o tempo, o conteúdo de gás e poeira nos discos formadores de planetas diminui.

Os cientistas afirmaram que ou a radiação e os ventos da estrela central expulsam esse material, ou a poeira se combina e cresce em objetos maiores ao longo do tempo, formando eventualmente planetas.

“Nós encontramos uma quantidade relativamente alta de pequenos grãos de poeira”, disse o coautor Rens Waters da Universidade de Radboud, na Holanda. “Combinado com a detecção de vapor d’água, o disco interno é um local muito empolgante.”

Essa formação tardia de planetas também torna a descoberta de vapor d’água surpreendente. A equipe planeja usar mais dois instrumentos do JWST, o NIRCam (Near-Infrared Camera) e o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), para estudar o sistema PDS 70 na tentativa de obter uma compreensão ainda maior do que está acontecendo no disco interno.

Fontes: NASA, ESA Nature


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