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Astrônomos captam linha de neve ao redor de estrela

Astrônomos captam linha de neve ao redor de estrela
Esta concepção artística mostra a linha de neve de água em torno da estrela V883 Orionis, detectada pela primeira vez pelo radiotelescópio ALMA. [Imagem: A.Angelich/(NRAO/AUI/NSF)/ALMA]

Neve espacial

O radiotelescópio ALMA, no Chile, obteve a primeira observação clara de uma linha de neve de água no interior de um disco protoplanetário.

Essa linha marca o lugar onde a temperatura no disco que rodeia uma estrela jovem diminui o suficiente para que se possa formar neve.

O aumento drástico no brilho da jovem estrela V883 Orionis aqueceu a região interior do disco, empurrando a linha de neve de água para uma distância muito maior do que o que é normal numa protoestrela, permitindo assim que a neve cósmica fosse observada pela primeira vez.

Discos protoplanetários

As estrelas jovens encontram-se muitas vezes rodeadas por densos discos de gás e poeira em rotação, os chamados discos protoplanetários, a partir dos quais os planetas se formam.

O calor de uma estrela jovem do tipo solar faz com que a água nesse disco se mantenha no estado gasoso até uma distância de cerca de 3 unidades astronômicas (ua) da estrela - menos de 3 vezes a distância média entre a Terra e o Sol - ou cerca de 450 milhões de km.

No caso do nosso Sistema Solar, considera-se que esta linha situava-se entre as órbitas de Marte e Júpiter durante a formação do Sistema Solar e por isso os planetas rochosos - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - formaram-se no interior desta linha, enquanto os planetas gasosos - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - se formaram além dela.

Linha de neve de água

Mais distante da estrela, devido à pressão extremamente baixa, as moléculas de água passam diretamente do estado gasoso para uma camada de gelo que recobre grãos de poeira e outras partículas. A região no disco protoplanetário onde a água passa da fase gasosa para a fase sólida é chamada linha de neve de água.

As linhas de neve para outras moléculas, tais como o monóxido de carbono e o metano, foram já observadas anteriormente com o ALMA, a distâncias maiores que 30 ua da protoestrela em outros discos protoplanetários. A água congela a uma temperatura relativamente alta, o que significa que a linha de neve de água normalmente se encontra perto demais da protoestrela para poder ser observada diretamente.

No entanto, a estrela V883 Orionis é diferente. Um aumento drástico no seu brilho empurrou a linha de neve para uma distância de cerca de 40 ua (cerca de 6 bilhões de km ou aproximadamente o tamanho da órbita do planeta anão Plutão no nosso Sistema Solar). Este enorme aumento, combinado com a resolução do ALMA, permitiu a observação.

Astrônomos captam linha de neve ao redor de estrela
Esta ilustração mostra como a explosão na estrela jovem empurrou a linha de neve de água para muito mais longe da estrela, o que tornou possível a sua detecção. [Imagem: L. Cieza/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)]

Neve no espaço

A ideia de neve no espaço soa estranha, mas esse gelo recobrindo partículas de poeira é fundamental para dar suporte às atuais teorias de formação planetária. A presença de água regula a eficiência da coalescência dos grãos de poeira, que seria a etapa primordial da formação planetária.

É no interior da linha de neve, onde a água evapora, que se acredita que nasçam os planetas rochosos menores, como a Terra. Além da linha de neve, a presença de gelo de água permite a rápida formação de "bolas de neve" cósmicas, que eventualmente irão formar planetas gasosos massivos como Júpiter.

A descoberta de que explosões na estrela podem lançar a linha de neve de água para cerca de 10 vezes o seu raio típico é bastante significativa para o desenvolvimento de bons modelos de formação planetária. Os astrônomos acreditam que estas explosões sejam uma etapa da evolução da maioria dos sistemas planetários, por isso esta pode ser a primeira observação de um fenômeno que é bastante comum. Neste caso, esta observação do ALMA poderá contribuir de modo significativo para uma melhor compreensão de como os planetas se formam e evoluem.

Bibliografia:

Imaging the water snow-line during a protostellar outburst
Lucas A. Cieza, Simon Casassus, John Tobin, Steven P. Bos, Jonathan P. Williams, Sebastian Perez, Zhaohuan Zhu, Claudio Caceres, Hector Canovas, Michael M. Dunham, Antonio Hales, Jose L. Prieto, David A. Principe, Matthias R. Schreiber, Dary Ruiz-Rodriguez, Alice Zurlo
Nature
Vol.: 535, 258-26
DOI: 10.1038/nature18612




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