Grupos de estrelas podem rasgar seu disco de formação de planetas em pedaços, deixando para trás anéis distorcidos e desalinhados, descobriram cientistas em um estudo inovador.

Sistemas solares como o nosso geralmente se formam com seus planetas orbitando no mesmo plano plano. Mas, como uma equipe internacional de cientistas descobriu em um novo estudo, nem sempre é esse o caso.

Após 11 anos estudando GW Orionis, um jovem sistema estelar tripla a 1.300 anos-luz de distância com um disco circunstelar (um disco em forma de anel formador de planetas feito de gás, poeira planetesimais, asteróides e mais), a equipe encontrou o primeiro evidências diretas de que grupos de estrelas podem realmente destruir seus discos. Este trabalho revela um disco que não é plano e, em vez disso, está desalinhado e quebrado.

Esta imagem sobreposta do sistema estelar GW Orionis mostra imagens do radiotelescópio ALMA (em azul) sobrepostas na visão do instrumento SPHERE do ESO Very Large Telescope, que mostra a sombra do anel mais interno do sistema. (Crédito da imagem: ESO / Exeter / Kraus et al., ALMA (ESO / NAOJ / NRAO))

“Houve uma série de estudos teóricos sobre os efeitos de ruptura do disco, mas esta é a primeira evidência direta de efeito ocorrendo em um disco formador de planetas”, disse a co-autora do estudo Alison Young, das Universidades de Exeter e Leicester, na Inglaterra. Space.com por e-mail. “Isso demonstra que é possível que tais discos sejam dobrados e quebrados e aumenta a possibilidade de que planetas se formem em órbitas altamente inclinadas em torno de múltiplos sistemas estelares.”

O anel empenado, que está localizado na parte interna do disco do sistema GW Orionis, contém 30 massas terrestres de poeira, os pesquisadores também descobriram. Isso significa que o disco contém material suficiente para formar planetas.

“É o melhor mecanismo para formar planetas em órbitas extremas, como as encontradas até agora”, disse o autor principal Stefan Kraus, professor de astrofísica da Universidade de Exeter, no Reino Unido, à Space.com, referindo-se à deformação observada em GW Orionis. “Mas … do lado da detecção de planetas, não temos uma maneira de detectar esses planetas ainda.”

Embora os pesquisadores ainda não tenham detectado planetas dentro deste sistema, o estudo inovador confirma o que os cientistas suspeitavam há anos: que os sistemas multi-estrelas podem quebrar seus próprios discos, deixando anéis inclinados e desalinhados ao redor de suas estrelas.

A partir de 2008, os pesquisadores, vindos do Reino Unido, Bélgica, Chile, França e Estados Unidos, estudaram as três estrelas recém-nascidas no sistema GW Orionis usando o AMBER (Astronomical Multi-BEam combineR) e posteriormente os instrumentos GRAVITY no sistema europeu Very Large Telescope do Southern Observatory (VLT) no Chile, que combina a luz de diferentes telescópios.

Esta impressão artística (à esquerda) mostra a região interna do disco no sistema de três estrelas GW Orionis.  (Crédito da imagem: ESO / L. Calçada, Exeter / Kraus et al.)

“Esses dados nos permitiram construir um modelo de computador detalhado do sistema, que previu que o disco circunstelar seria dobrado e até mesmo rasgado para formar um anel interno separado”, disse Young.

“Quando obtivemos a primeira solução de órbita, que foi por volta de 2016, notamos que há esse desalinhamento entre as próprias órbitas”, disse Kraus, elaborando para dizer que os teóricos da equipe previram que o sistema poderia ser suscetível a rompimento do disco .

Com este modelo de computador em mãos, a equipe fez observações do sistema com o instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) no VLT e com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), o maior radiotelescópio do mundo.

“Quando recebemos os dados do VLT e do ALMA, as imagens eram impressionantes. Vimos esse anel claramente nas observações do ALMA e a sombra reveladora na imagem do VLT que só poderia ser projetada por um anel inclinado”, disse Young.

Os resultados confirmaram o desalinhamento do anel e mostraram que o que eles sempre suspeitavam estava acontecendo a 1.300 anos-luz de distância.

“É emocionante ver as previsões matemáticas verificadas em observações tão claramente. Acho a imagem SPHERE particularmente surpreendente porque podemos realmente ver que o disco é uma estrutura tridimensional com uma superfície coberta por saliências e sombras”, disse Young. “Estamos analisando o que poderia eventualmente se tornar um tipo incomum de sistema planetário no próprio processo de formação.”

Fonte: revista Science.