Astrofísicos Detectam um Exoplaneta com a Capacidade de Formar Luas
Novas observações de alta resolução revelam uma área de formação lunar em torno do exoplaneta PDS 70c. Os monitoramentos permitiram aos astrônomos estabelecer o tamanho e a massa da região em forma de anel pela primeira vez.
Astrônomos do Centro de Astrofísica | Harvard e Smithsonian ajudaram a detectar a aparente existência de uma área de formação lunar em torno de um exoplaneta – um planeta fora do nosso Sistema Solar. As novas observações, lançadas recentemente no The Astrophysical Journal Letters, podem lançar luz sobre exatamente como as luas e os planetas se desenvolvem em sistemas estelares jovens.
A área identificada é chamada de disco circunplanetário, uma área em forma de anel ao redor de um planeta onde luas e vários outros satélites podem se desenvolver. O disco observado circunda o exoplaneta PDS 70c, planetas gigantes como Júpiter orbitando uma estrela a cerca de 400 anos-luz de distância. Astrônomos já haviam descoberto pistas de um disco “em formação de lua” ao redor desse exoplaneta. No entanto, como eles não puderam identificar o disco além de seu ambiente circundante, eles podem não verificar sua descoberta – anteriormente.
“Nosso trabalho oferece uma detecção clara de um disco através do qual os satélites podem estar se criando”, afirma Myriam Benisty, pesquisadora da Universidade de Grenoble e da Universidade do Chile que liderou o estudo de pesquisa utilizando o Atacama Large Millimeter / submillimetre Array ( ALMA). “Nossos monitoramentos ALMA foram obtidos em uma resolução tão excelente que podemos identificar que o disco está conectado com o planeta, assim como podemos reduzir seu tamanho pela primeira vez.”
Com a ajuda do ALMA, Benisty e a equipe identificaram que o diâmetro do disco se aproxima da distância Sol-Terra e também tem massa suficiente para desenvolver até três satélites com a dimensão da Lua.
“Usamos a emissão milimétrica de grãos de poeira fria para deduzir quanta massa resta no disco e, consequentemente, o reservatório potencial para formar um sistema de satélite em torno do PDS 70c”, afirma Sean Andrews, coautor do estudo e também astrônomo no Centro de Astrofísica (CfA).
Os resultados são vitais para aprender como as luas se desenvolvem.
Os planetas se desenvolvem em discos empoeirados ao redor de estrelas jovens, fazendo buracos enquanto sugam o material deste disco circunstelar para crescer. Neste procedimento, um planeta pode obter seu disco circunplanetário, o que contribui para o desenvolvimento do planeta, regulando a quantidade de material que cai sobre ele. Ao mesmo tempo, o gás, assim como a poeira no disco circunplanetário, pode convergir em corpos gradualmente maiores por meio de várias colisões, levando inevitavelmente ao nascimento de luas.
No entanto, os astrônomos ainda não reconhecem totalmente as especificidades desses processos. “Em suma, ainda é vago quando, onde e também exatamente como os planetas, bem como as luas, se formam”, diz Stefano Facchini, pesquisador do ESO, também associado ao estudo.
“Mais de 4.000 exoplanetas foram encontrados até agora, mas todos eles foram detectados em sistemas maduros. PDS 70b e PDS 70c, que desenvolvem um sistema evocativo do par Júpiter-Saturno, são os únicos dois exoplanetas detectados até agora que ainda estão em em processo de desenvolvimento ”, explica Miriam Keppler, pesquisadora do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha e uma das coautoras da pesquisa.
“Esse sistema, por isso, nos dá uma chance única de observar e pesquisar os processos do planeta e também a criação de satélites”, completa Facchini.
PDS 70b e PDS 70c, ambos os planetas que compõem o sistema, foram encontrados pela primeira vez usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO em 2018 e 2019 especificamente. Além disso, sua natureza única indica que eles foram observados com vários outros telescópios e ferramentas muitas vezes desde então.
Esses monitoramentos ALMA de alta resolução mais recentes permitiram atualmente que os astrônomos adquirissem informações adicionais diretamente sobre o sistema. Junto com a verificação da descoberta do disco circunplanetário em torno do PDS 70c e também pesquisando sua dimensão e massa, eles descobriram que o PDS 70b não apresenta uma prova clara de tal disco, o que implica que ele estava sem material de poeira de seu ambiente de nascimento pelo PDS 70c .
Uma compreensão ainda mais profunda do sistema planetário será alcançada com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente incompleto no Cerro Armazones, no deserto chileno de Atacama.
“O ELT certamente será essencial para essa pesquisa porque, com sua resolução muito maior, poderemos mapear o sistema em informações maravilhosas”, afirma o coautor Richard Teague, coautor e também bolsista do Submillimeter Array (SMA) no CfA.
Em particular, usando o Imageador infravermelho médio ELT e espectrógrafo (METIS) do ELT, a equipe sem dúvida será capaz de observar os movimentos do gás na fronteira com o PDS 70c para obter uma imagem 3D completa do sistema.
Referência: “A Circumplanetary Disk Around PDS 70c” por Myriam Benisty, Jaehan Bae, Stefano Facchini, Miriam Keppler, Richard Teague, Andrea Isella, Nicolas T. Kurtovic, Laura M. Pérez, Anibal Sierra, Sean M. Andrews, John Carpenter, Ian Czekala, Carsten Dominik, Thomas Henning, François Menard, Paola Pinilla e Alice Zurlo, 22 de julho de 2021, The Astrophysical Journal Letters .
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac0f83
