A imagem clássica de como os planetas se formam – discos serenos e planos de poeira cósmica – acaba de receber uma reviravolta cósmica significativa. Uma nova pesquisa, publicada no Astrophysical Journal Letters, está prestes a reformular essa visão há muito mantida. Uma equipe internacional de cientistas, utilizando o poderoso Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), encontrou evidências convincentes de que muitos discos protoplanetários, os próprios berçários dos planetas, estão de fato sutilmente distorcidos.
Essas leves curvas e torções no plano do disco, muitas vezes apenas alguns graus, se assemelham surpreendentemente aos leves inclinações observados entre os planetas do nosso próprio Sistema Solar. Essa descoberta sugere que as condições iniciais para sistemas planetários podem ser muito menos ordenadas do que se pensava anteriormente, com profundas implicações sobre como os planetas crescem e se estabelecem em suas órbitas finais.
O Dr. Andrew Winter, autor principal do estudo da Queen Mary University of London, onde é Royal Society University Research Fellow em astronomia, disse: “Nossos resultados sugerem que os discos protoplanetários estão levemente distorcidos. Isso representaria uma grande mudança na forma como entendemos esses objetos e tem muitas consequências para a formação de planetas. Particularmente interessante é que a distorção de alguns graus é semelhante às diferenças de inclinação entre os planetas do nosso próprio Sistema Solar.”
A Dra. Myriam Benisty, diretora do Departamento de Formação de Planetas e Estrelas do Max Planck Institute for Astronomy, afirmou: “O exoALMA revelou estruturas de larga escala nos discos formadores de planetas que eram completamente inesperadas. As estruturas semelhantes a distorções desafiam a ideia de uma formação planetária ordenada e representam um desafio fascinante para o futuro.”
Para descobrir essas sutis torções, a equipe analisou meticulosamente os desvios Doppler – pequenas mudanças nas ondas de rádio emitidas por moléculas de monóxido de carbono (CO) que giram dentro dos discos. Esses desvios atuam como um velocímetro cósmico, revelando o movimento exato do gás. Como parte de um importante programa do ALMA chamado exoALMA, os pesquisadores utilizaram este observatório de ponta para mapear a velocidade do gás em cada disco com um detalhe sem precedentes. Ao modelar cuidadosamente esses padrões intrincados, foram capazes de detectar quando diferentes regiões de um disco estavam levemente inclinadas, revelando assim as distorções.
“Esses pequenos desalinhamentos podem ser um resultado comum da formação de estrelas e planetas,” acrescentou o Dr. Winter, notando o intrigante paralelo com nosso próprio Sistema Solar. A pesquisa não apenas oferece uma nova perspectiva sobre os mecanismos de formação de planetas, mas também levanta novas questões sobre por que esses discos estão distorcidos – um mistério que a equipe está ansiosa para desvendar.
Seria a atração gravitacional de estrelas companheiras invisíveis, ou talvez a dança caótica de gás e poeira que torce essas berços estelares? As descobertas mostram que essas sutis distorções no disco, muitas vezes inclinando-se apenas de meio grau a dois graus, podem explicar naturalmente muitos dos proeminentes padrões em grande escala observados no movimento do gás nos discos. Elas até sugerem que essas distorções poderiam ser responsáveis pela criação de intrigantes padrões espirais e leves variações de temperatura dentro dessas creches cósmicas.
Se essas distorções são um motor chave de como o gás se move dentro do disco, isso muda profundamente nossa compreensão de processos críticos como turbulência e como o material é trocado – ditando, em última instância, como os planetas se formam e se estabelecem em suas órbitas finais. Intrigantemente, a natureza dessas distorções parece estar conectada à quantidade de material que a jovem estrela está ativamente atraindo em direção ao seu centro. Isso sugere uma ligação dinâmica entre as regiões mais internas do disco, onde a estrela é alimentada, e suas áreas externas, onde os planetas se formam.
Essa descoberta oferece um vislumbre empolgante das complexas e frequentemente surpreendentes realidades da formação de planetas, mudando fundamentalmente nosso projeto cósmico e abrindo novas avenidas para entender os diversos mundos além do nosso Sol.
Esta pesquisa foi conduzida pela colaboração ‘exoALMA’, uma colaboração internacional de instituições que inclui o Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA), University of Florida, Leiden Observatory (Leiden University), European Southern Observatory, Università degli Studi di Milano, Massachusetts Institute of Technology, Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Univ. Grenoble Alpes, Universidad de Chile, University of St. Andrews, Université Côte d’Azur, The University of Georgia, Monash University, University of Leeds, National Astronomical Observatory of Japan, University of Cambridge, Ibaraki University, Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics, The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI), Wesleyan University e The Pennsylvania State University.