Os astrónomos revelaram uma impressionante nova galeria de anéis de poeira que rodeiam estrelas jovens, revelando a intrincada arquitetura dos sistemas planetários em desenvolvimento.
Usando observações do Observatório Europeu do Sul (ESO) Telescópio muito grandeos astrónomos documentaram 51 sistemas exoplanetários em formação depois de estudarem 161 estrelas próximas, oferecendo uma visão sem precedentes de discos de detritos em torno de estrelas para além do nosso sistema solar. Esses discos de detritos são formados por colisões entre asteróides ou cometas que geram grandes quantidades de poeira e se assemelham ao nosso próprio sistema solar, onde os asteróides se acumulam no cinturão interno e os cometas povoam o distante Cinturão de Kuiper, de acordo com uma declaração.
“Este conjunto de dados é um tesouro astronômico”, disse Gaël Chauvin, coautor do estudo e cientista do projeto SPHERE, no comunicado. “Ele fornece insights excepcionais sobre as propriedades dos discos de detritos e permite deduções de corpos menores como asteróides e cometas nesses sistemas, que são impossíveis de observar diretamente.”
No entanto, os discos de detritos desaparecem à medida que as colisões se tornam menos frequentes e a poeira é gradualmente removida – seja porque foi expelida pela radiação estelar, varrida por planetas ou planetesimais restantes ou porque caiu no centro estrela. O nosso sistema solar é um exemplo do estado final deste processo, com apenas o cinturão de asteróides, o Cinturão de Kuiper e uma leve poeira zodiacal restante.
Usando instrumentos avançados como ESFERA permite aos astrônomos estudar a poeira em sistemas mais jovens – aproximadamente nos primeiros 50 milhões de anos – que ainda podem ser detectados. Mais importante ainda, SPHERE bloqueia a luz das estrelas usando um coronógrafoum pequeno disco que mascara fisicamente a estrela para revelar objetos fracos ao seu redor. O sistema de óptica adaptativa do telescópio corrige distorções atmosféricas em tempo real, e filtros de polarização opcionais aumentam a sensibilidade à luz refletida pela poeira, facilitando a detecção de discos de detritos.
A nova pesquisa revela uma variedade notável, desde anéis estreitos até cinturões largos e difusos, discos assimétricos e discos vistos tanto de ponta-cabeça e de cara. Na verdade, quatro dos discos foram fotografados com este detalhe pela primeira vez, disseram os pesquisadores.
Vistas impressionantes de HD 197481 e HD 39060 capturam fluxos nítidos de material saindo de ambos os lados de sua estrela central (representando uma visão lateral), enquanto vistas incríveis de sistemas como HD 109573 e 181327 capturam um anel de detritos circular quase perfeito (representando uma visão frontal).
Em muitos sistemas, a poeira se reúne em anéis bem definidos, sugerindo planetas invisíveis moldando os detritos, assim como Netuno molda o Cinturão de Kuiper em nosso sistema solar. Por outro lado, a distribuição de poeira em sistemas mais jovens como HD 145560 e HD 156623 é mais caótica e ondulada, onde estruturas menos definidas sugerem que o material ainda não foi totalmente esculpido por planetas ou eliminado por colisões.
A comparação das diferentes estruturas dentro dos discos revelou tendências claras, como estrelas mais massivas tendem a hospedar discos mais massivos, e discos com material concentrado mais longe da estrela também geralmente contêm mais massa, de acordo com o comunicado.
“Todas estas estruturas de cinturão parecem estar associadas à presença de planetas, especificamente de planetas giganteslimpando suas vizinhanças de corpos menores”, disseram os pesquisadores no comunicado. “Em algumas das imagens SPHERE, características como bordas internas nítidas ou assimetrias de disco dão dicas tentadoras de planetas ainda não observados.”
Embora alguns exoplanetas gigantes já tenham sido detectados nestes sistemas, a pesquisa SPHERE oferece um guia para novos alvos a serem estudados em maior detalhe por instrumentos como o Telescópio Espacial James Webb e o Extremely Large Telescope do ESO, que poderá revelar os exoplanetas responsáveis por esculpir estes discos espetaculares.
Suas descobertas foram publicado em 3 de dezembro na revista Astronomy and Astrophysics.
