Um par de discos de formação planetária
A Imagem do Mês do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA deste mês oferece-nos um dois-em-um de estrelas recém-formadas – com alguns planetas potenciais pelo meio!
Esta imagem destaca as vistas do Webb dos discos protoplanetários Tau 042021 (à esquerda) e Oph 163131 (à direita), também conhecidos pelos números de catálogo 2MASS J04202144+2813491 e 2MASS J16313124-2426281, respetivamente. Tau 042021 está situada a cerca de 450 anos-luz da Terra na constelação de Touro, enquanto Oph 163131 encontra-se a cerca de 480 anos-luz de distância em Ofiúco.
Discos protoplanetários como estes aparecem em torno de estrelas que nasceram recentemente. Quando um aglomerado de gás dentro de uma nuvem molecular maior colapsa para formar uma estrela, o gás e o pó não utilizados ficam a orbitar a estrela num disco espesso. Com o tempo, este pó também colide e colapsa, formando lentamente planetesimais que, por sua vez, podem desenvolver-se em planetas. Os planetesimais que não conseguem tornar-se num planeta plenamente desenvolvido ficam para trás como asteróides e cometas a orbitar a estrela. O gás que não é consumido por este processo é disperso pela radiação da nova estrela ao longo de dezenas de milhões de anos, terminando o disco protoplanetário. É assim que o nosso próprio Sistema Solar se formou no passado distante, criando os asteróides, cometas, gigantes gasosos e planetas terrestres que conhecemos hoje. Ao observar outros discos protoplanetários numa fase muito mais precoce, podemos perceber como este processo ocorreu no nosso próprio Sistema Solar e como os diferentes tipos de planetas que vemos pela galáxia poderiam ter-se formado.
A característica única que estes dois objetos têm em comum é que, ao olharmos para eles a partir do nosso ponto de observação com o Webb, estão orientados com a borda do disco voltada para nós. Isto significa que a luz intensa da estrela jovem no centro está em grande parte bloqueada, e vemos o fino pó que se elevou do disco como uma nebulosa acima e abaixo do disco, iluminada pela luz refletida da estrela. Não só é uma visão deslumbrante, produzindo estas imagens que se assemelham a piões coloridos com as cores do arco-íris no espaço, como também é essencial para estudar a composição destes discos onde se formam planetas. A distribuição de pó no disco, tanto dentro como acima ou abaixo dele, afeta fortemente onde e como os planetas podem formar-se.
Estas imagens foram criadas utilizando dados dos instrumentos NIRCam e MIRI do Webb, como parte do programa Webb #2562 (PI F. Ménard, K. Stapelfeldt). Com a ampla sensibilidade no infravermelho destas duas câmeras, o Webb pode rastrear grãos de pó de diferentes tamanhos pelo disco. As cores vermelha, laranja e verde dos discos nestas imagens indicam vários tamanhos de grãos de pó, bem como moléculas como hidrogénio (H2), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). Ambas as imagens também incluem dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, que mostra a luz visível, principalmente da estrela central refletida no pó fino flutuante. A imagem de Oph 163131 também inclui observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Enquanto o Hubble e o Webb observam grãos de pó minúsculos com apenas alguns micrómetros, o ALMA vê grãos de pó maiores, com cerca de um milímetro, que estão concentrados no plano central do disco. Isto pode criar as condições certas para que os grãos continuem a crescer e potencialmente formem planetas. De facto, os dados do ALMA para Oph 163131 mostram uma lacuna no disco interior, o que pode já ser uma evidência de um planeta a formar-se e a limpar o pó à sua volta.
[Descrição da Imagem: Duas imagens de discos protoplanetários lado a lado. A imagem da esquerda mostra uma faixa horizontal escura cobrindo a estrela, com fluxos cónicos largos e coloridos acima e abaixo dela, e um jacto estreito apontando diretamente para cima e para baixo a partir da estrela. A imagem da direita mostra a estrela dentro de um disco de poeira amarela, com poeira dispersa a criar lóbulos roxos acima e abaixo do disco. Cada uma está sobre um fundo negro com várias galáxias ou estrelas à sua volta.]
