Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), do qual o European Southern Observatory (ESO) éparceiro, os astrônomos detectaram sem ambiguidade a presença de um disco ao redor de um planeta fora do nosso Sistema Solar pela primeira vez. As observações ira£o lana§ar uma nova luz sobre como as luas e planetas se formam em sistemas estelares jovens.

"Nosso trabalho apresenta uma detecção clara de um disco no qual os satanãlites podem estar se formando", diz Myriam Benisty, pesquisadora da Universidade de Grenoble, na Frana§a, e da Universidade do Chile, que liderou a nova pesquisa publicada hoje no The Astrophysical Journal Cartas . "Nossas observações do ALMA foram obtidas em uma resolução tão requintada que pudemos identificar claramente que o disco estãoassociado ao planeta e podemos limitar seu tamanho pela primeira vez", acrescenta ela.

O disco em questão, chamado de disco circunplanetario, envolve o exoplaneta PDS 70c, um dos dois planetas gigantes como Jaºpiter orbitando uma estrela a quase 400 anos-luz de distância. Os astrônomos haviam encontrado inda­cios de um disco "em formação de lua" em torno deste exoplaneta antes, mas, como não conseguiam distinguir claramente o disco do ambiente circundante, não puderam confirmar sua detecção - atéagora.

Além disso, com a ajuda do ALMA, Benisty e sua equipe descobriram que o disco tem aproximadamente o mesmo dia¢metro que a distância do nosso Sol a  Terra e massa suficiente para formar atétrês satanãlites do tamanho da Lua.

Mas os resultados não são apenas essenciais para descobrir como as luas surgem. "Essas novas observações também são extremamente importantes para provar teorias de formação de planetas que não puderam ser testadas atéagora", disse Jaehan Bae, pesquisador do Laborata³rio da Terra e Planetas do Carnegie Institution for Science, EUA, e autor do estudo.

Os planetas se formam em discos empoeirados ao redor de estrelas jovens, abrindo cavidades a  medida que engolem material desse disco circunstelar para crescer. Nesse processo, um planeta pode adquirir seu pra³prio disco circunplanetario, o que contribui para o crescimento do planeta, regulando a quantidade de material que cai sobre ele. Ao mesmo tempo, o gás e a poeira no disco circunplanetario podem se juntar em corpos progressivamente maiores por meio de maºltiplas colisaµes, levando ao nascimento de luas.

Mas os astrônomos ainda não entendem completamente os detalhes desses processos. "Em suma, ainda não estãoclaro quando, onde e como os planetas e luas se formam", explica o bolsista de pesquisa do ESO Stefano Facchini, também envolvido na pesquisa.

"Mais de 4000 exoplanetas foram encontrados atéagora, mas todos eles foram detectados em sistemas maduros. PDS 70b e PDS 70c, que formam um sistema que lembra o par Jaºpiter-Saturno, são os aºnicos dois exoplanetas detectados atéagora que ainda são em processo de formação ", explica Miriam Keppler, pesquisadora do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha e uma das coautoras do estudo.

“Este sistema, portanto, nos oferece uma oportunidade única de observar e estudar os processos de formação de planetas e satanãlites”, acrescenta Facchini.

PDS 70b e PDS 70c, os dois planetas que compõem o sistema, foram descobertos pela primeira vez usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO em 2018 e 2019, respectivamente, e sua natureza única significa que eles foram observados com outros telesca³pios e instrumentos muitas vezes desde então.

As últimas observações de alta resolução do ALMA permitiram aos astrônomos obter mais informações sobre o sistema. Além de confirmar a detecção do disco circunplanetario em torno do PDS 70c e estudar seu tamanho e massa, eles descobriram que o PDS 70b não mostra evidaªncias claras de tal disco, indicando que ele estava sem material de poeira de seu ambiente de nascimento por PDS 70c .

Uma compreensão ainda mais profunda do sistema planetario seráalcana§ada com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no Cerro Armazones, no deserto chileno de Atacama. “O ELT seráfundamental para essa pesquisa, pois, com sua resolução muito mais alta, poderemos mapear o sistema em detalhes”, diz o coautor Richard Teague, pesquisador do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, EUA. Em particular, usando o termovisor e espectra³grafo infravermelho manãdio do ELT (METIS), a equipe serácapaz de observar os movimentos do gás em torno do PDS 70c para obter uma imagem 3D completa do sistema.

Esta pesquisa foi apresentada no artigo "A Circumplanetary Disk Around PDS 70c" a ser publicado no The Astrophysical Journal Letters .