Neste mês, o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA traz uma oferta “dois por um” com estrelas recém-nascidas — com algumas possíveis planetas também!
Esta imagem destaca as visões do Webb sobre os discos protoplanetários Tau 042021 (à esquerda) e Oph 163131 (à direita), também conhecidos pelos números do catálogo 2MASS J04202144+2813491 e 2MASS J16313124-2426281, respectivamente. Tau 042021 está a cerca de 450 anos-luz da Terra, na constelação Taurus, enquanto Oph 163131 fica a aproximadamente 480 anos-luz de distância, em Ophiuchus.
Discos protoplanetários como estes aparecem ao redor de estrelas que acabaram de nascer. Quando um aglomerado de gás dentro de uma nuvem molecular maior colapsa para formar uma estrela, o gás e a poeira não utilizados ficam orbitando a estrela em um disco espesso. Com o tempo, essa poeira também colide e colapsa, formando lentamente planetesimais que, por sua vez, podem se desenvolver em planetas. Os planetesimais que não conseguem dar o salto para se tornarem um planeta plenamente formado ficam para trás como asteroides e cometas orbitando a estrela. O gás que não é consumido por esse processo é afastado pela radiação da nova estrela ao longo de dezenas de milhões de anos, encerrando o disco protoplanetário. É assim que o nosso próprio Sistema Solar se formou no passado distante, gerando os asteroides, cometas, gigantes gasosos e planetas terrestres que conhecemos hoje. Ao observar outros discos protoplanetários em uma idade muito mais jovem, podemos entender como esse processo ocorreu no nosso Sistema Solar e como os diferentes tipos de planetas que vemos ao longo da galáxia podem ter se formado.
A característica única que esses dois objetos têm em comum é que, do nosso ponto de vista com o Webb, eles estão orientados com a borda do disco voltada para nós. Isso significa que a luz brilhante da jovem estrela no centro é, em grande parte, bloqueada, e vemos a poeira fina que se elevou para fora do disco como uma nebulosa acima e abaixo do disco, iluminada pela luz refletida da estrela. Além de ser uma visão belíssima, produzindo imagens que lembram piões coloridos em forma de arco-íris girando no espaço, isso é essencial para estudar de que maneira esses discos que formam planetas são compostos. A distribuição da poeira no disco, tanto dentro dele quanto acima ou abaixo, influencia fortemente onde e como os planetas podem se formar.
Essas imagens foram criadas usando dados dos instrumentos NIRCam e MIRI do Webb, como parte do programa do Webb #2562 (PI F. Ménard, K. Stapelfeldt). Com a ampla sensibilidade no infravermelho dessas duas câmeras, o Webb consegue acompanhar grãos de poeira de diferentes tamanhos ao longo do disco. As cores vermelho, laranja e verde dos discos nessas imagens indicam vários tamanhos de grãos de poeira, além de moléculas como hidrogênio (H2), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs).
As duas imagens também incluem dados do NASA/ESA Hubble Space Telescope, que mostra luz visível, principalmente da estrela central refletida pela poeira fina e suspensa. A imagem de Oph 163131 também traz observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Enquanto o Hubble e o Webb captam apenas grãos de poeira minúsculos, com apenas micrômetros de tamanho, o ALMA observa grãos maiores, com cerca de um milímetro, que ficam concentrados no plano central do disco. Isso pode criar as condições certas para que os grãos continuem crescendo e, potencialmente, formem planetas. De fato, os dados do ALMA para Oph 163131 mostram uma lacuna no disco interno, o que pode ser evidência de um planeta se formando e limpando a poeira ao seu redor.
[Descrição da imagem: Duas imagens de discos protoplanetários lado a lado. A imagem à esquerda mostra uma faixa horizontal escura cobrindo a estrela, com jatos cônicos amplos e coloridos acima e abaixo dela, e um jato estreito apontando diretamente para cima e para baixo a partir da estrela. A imagem à direita mostra a estrela dentro de um disco amarelo cheio de poeira, com poeira espalhada criando lóbulos roxos acima e abaixo do disco. Cada uma está em um fundo preto com várias galáxias ou estrelas ao redor.]
Links
Visão do Webb do disco que forma planetas IRAS 04302+2247
O Webb amplia um disco cheio de poeira
O Webb observa um disco multifacetado
O Hubble acompanha um espetáculo de sombras ao redor de um disco que forma planetas
