Cientistas descobriram pela primeira vez o início do nascimento de um exoplaneta

Observações da jovem estrela HOPS-315 e seu disco protoplanetário permitiram detectar pela primeira vez na história o início do nascimento de um exoplaneta — o momento inicial de condensação das primeiras partículas sólidas do gás molecular no disco. O valor da descoberta reside no fato de que a jovem estrela é semelhante ao nosso Sol e, a partir do exemplo de sua evolução, podemos compreender muito sobre o Sistema Solar e a Terra.

Um disco de gás ao redor da jovem estrela HOPS-315. Crédito da imagem: McClure

A estrela HOPS-315 está a 1.300 anos-luz de distância de nós. Tem cerca de 135.000 anos. É uma anã laranja com massa de 0,6 massa solar. Ainda tem muito a crescer — os processos de acreção de matéria na estrela continuam e, em seu primeiro milhão de anos, HOPS-315 se tornará semelhante ao nosso Sol.

Para os cientistas, o elemento mais valioso do sistema HOPS-315 é o disco protoplanetário no qual os exoplanetas se formarão. Anteriormente, em diversas observações de outras estrelas jovens, os astrônomos já haviam descoberto vestígios de exoplanetas nascentes. Esses vestígios apareceram na forma de rastros peculiares deixados pela massa de exoplanetas em seu movimento orbital ao redor da estrela. Em outras palavras, os cientistas descobriram exoplanetas jovens e já relativamente formados em estágios avançados de desenvolvimento.

No caso do sistema HOPS-315, não foram observados vestígios visíveis no disco protoplanetário. Para estudar o disco protoplanetário da estrela em mais detalhes, um grupo de cientistas liderado por Melissa McClure, da Universidade de Leiden, na Holanda, estudou o sistema HOPS-315 usando o observatório espacial infravermelho James Webb e o radiotelescópio ALMA. O objetivo do trabalho era tentar detectar o momento de condensação de partículas sólidas e refratárias do ambiente gasoso quente do disco protoplanetário. Essas partículas em nosso sistema podem ser encontradas em cometas e meteoritos. Observar o momento de sua formação é muito valioso.

A comparação dos dados observacionais com o modelo mostrou que sinais de condensação de partículas sólidas no sistema HOPS-315 são encontrados aproximadamente no local onde se encontra o Cinturão Principal de Meteoros em nosso sistema, entre as órbitas de Júpiter e Marte. A camada de gás quente perde monóxido de silício, que sobe para o espaço mais frio, onde adquire uma forma cristalina. Nos espectros do Webb e do ALMA, essa substância é detectada em ambos os estados agregados.

Comparação de dados observacionais e de modelagem

Posteriormente, partículas sólidas começarão a se unir e formar verdadeiros embriões de exoplanetas — planetesimais. Graças à gravidade, a matéria se acumulará em torno dessas “sementes” e, ao longo de bilhões de anos, exoplanetas completos se formarão.

«”Pela primeira vez, determinamos o primeiro momento em que os planetas começam a se formar ao redor de uma estrela diferente do nosso Sol”, diz a líder da equipe, Melissa McClure.

«”Estamos observando um sistema semelhante ao nosso Sistema Solar em seu início”, explica a física e astrônoma Merel van Hoff, da Universidade Purdue, nos EUA. “Este sistema é um dos melhores que conhecemos para estudar alguns dos processos que ocorreram em nosso Sistema Solar.”