#105 Estudo indica que estrelas e planetas crescem juntos 16/11/22

Um estudo de algumas das estrelas mais antigas do Universo sugere que os blocos de construção de planetas como Júpiter e Saturno começam a se formar enquanto uma estrela jovem está crescendo. Pensava-se que os planetas só se formavam quando uma estrela atingia seu tamanho final, mas novos resultados, publicados na revista Nature Astronomy, sugerem que estrelas e planetas "crescem" juntos.

A pesquisa, liderada pela Universidade de Cambridge, muda nossa compreensão de como os sistemas planetários, incluindo nosso próprio Sistema Solar, se formaram, potencialmente resolvendo um grande quebra-cabeça na astronomia.

“Temos uma boa ideia de como os planetas se formam, mas uma questão pendente que tivemos é quando eles se formam: a formação do planeta começa cedo, quando a estrela-mãe ainda está crescendo ou milhões de anos depois?” disse a Dra. Amy Bonsor, do Instituto de Astronomia de Cambridge, a primeira autora do estudo.

Para tentar responder a essa pergunta, Bonsor e seus colegas estudaram as atmosferas de estrelas anãs brancas - os antigos e fracos remanescentes de estrelas como o nosso Sol - para investigar os blocos de construção da formação do planeta.

"Algumas anãs brancas são laboratórios incríveis, porque suas atmosferas finas são quase como cemitérios celestes", disse Bonsor.

Normalmente, os interiores dos planetas estão fora do alcance dos telescópios. Mas uma classe especial de anãs brancas - conhecidas como sistemas "poluídos" - possuem elementos pesados ​​como magnésio, ferro e cálcio em suas atmosferas normalmente limpas.

Esses elementos devem ter vindo de pequenos corpos como asteróides que sobraram da formação do planeta, que colidiram com as anãs brancas e queimaram em suas atmosferas. Como resultado, observações espectroscópicas de anãs brancas poluídas podem sondar o interior desses asteróides destruídos, dando aos astrônomos uma visão direta das condições em que se formaram.

Acredita-se que a formação do planeta comece em um disco protoplanetário - feito principalmente de hidrogênio, hélio e minúsculas partículas de gelo e poeira - orbitando uma estrela jovem. De acordo com a atual teoria líder sobre como os planetas se formam, as partículas de poeira grudam umas nas outras, eventualmente formando corpos sólidos cada vez maiores. Alguns desses corpos maiores continuarão a se acumular, tornando-se planetas, e alguns permanecerão como asteróides, como aqueles que colidiram com as anãs brancas no estudo atual.

Os pesquisadores analisaram observações espectroscópicas das atmosferas de 200 anãs brancas poluídas de galáxias próximas. De acordo com sua análise, a mistura de elementos observada nas atmosferas dessas anãs brancas só pode ser explicada se muitos dos asteróides originais já tivessem derretido, o que fez com que o ferro pesado afundasse no núcleo enquanto os elementos mais leves flutuassem na superfície. Esse processo, conhecido como diferenciação, é o que fez com que a Terra tivesse um núcleo rico em ferro.

"A causa do derretimento só pode ser atribuída a elementos radioativos de vida muito curta, que existiam nos primeiros estágios do sistema planetário, mas decaíram em apenas um milhão de anos", disse Bonsor. "Em outras palavras, se esses asteróides foram derretidos por algo que existe apenas por um breve período de tempo no início do sistema planetário, então o processo de formação do planeta deve começar muito rapidamente."

O estudo sugere que a imagem da formação inicial provavelmente está correta, o que significa que Júpiter e Saturno tiveram muito tempo para crescer até seus tamanhos atuais.

“Nosso estudo complementa um consenso crescente no campo de que a formação de planetas começa cedo, com os primeiros corpos se formando simultaneamente com a estrela”, disse Bonsor. "As análises de anãs brancas poluídas nos dizem que esse processo de fusão radioativa é um mecanismo potencialmente onipresente que afeta a formação de todos os planetas extrasolares.

"Este é apenas o começo - toda vez que encontramos uma nova anã branca, podemos reunir mais evidências e aprender mais sobre como os planetas se formam. Podemos rastrear elementos como níquel e cromo e dizer o tamanho de um asteroide quando formou seu núcleo de ferro. É incrível que sejamos capazes de sondar processos como este em sistemas exoplanetários."

#anãbranca