Tecnologia Científica

A poeira e o gás em discos protoplanetarios
Os astrônomos descobriram que em dois sistemas o gás e a poeira a distâncias da estrela de cerca de cem unidades astrona´micas são colocados com a mesma estrutura, mas mais longe os gra£os de poeira tem uma altura vertical menor do que o gás CO
Por Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - 09/08/2021


Uma imagem de comprimento de onda submilimanãtrico de cor falsa do disco protoplanetario ao redor da estrela IM Lup mostrando ananãis duplos de gás e poeira. Astra´nomos pela primeira vez determinaram as alturas verticais de ambos os componentes de poeira e gás neste e em dois outros sistemas protoestelares usando conjuntos de dados de vários comprimentos de onda, descobrindo que a grandes distâncias da estrela eles a s vezes, mas nem sempre, tem o mesmo perfil de alargamento. Crédito: K. Oberg, CfA, et al .; ALMA (NRAO / ESO / NAOJ); B. Saxton (NRAO / AUI / NSF)

Os planetas se formam a  medida que os gra£os de poeira em um disco protoplanetario se transformam em seixos e, finalmente, em planetas. Como os pequenos gra£os de poeira interagem com o gás (por meio do arrasto que ele transmite), o gás nos discos protoplanetarios influencia a distribuição dos pequenos gra£os e, portanto, o crescimento dos planetas. Astra´nomos tentando desvendar como as interações gás-poeira afetam o desenvolvimento do planeta estãoparticularmente interessados ​​em estudar a espessura do disco (sua "altura vertical") versus a distância da estrela; o disco se expande na maioria dos casos em que a estrela central domina a massa do sistema. Medindo independentemente as alturas do gás e dos pequenos gra£os de poeira, os astrônomos podem estudar as caracteri­sticas fundamentais do disco, como a proporção de massa gás-poeira e turbulaªncia no disco.

Os astrônomos do CfA, Richard Teague e David Wilner, e uma equipe de colegas conclua­ram a primeira comparação direta das alturas verticais de gás e poeira. Eles modelaram observações de maºltiplos comprimentos de onda de ALMA, Hubble e Gemini em três discos planetarios particularmente adequados para tais medições: os sistemas são moderadamente inclinados a  linha de visão para oferecer alguma perspectiva 3D, eles tem gás mona³xido de carbono e poeira suficiente para estes componentes a serem medidos e os discos exibem vários ananãis. Os ananãis espalham a luz e são necessa¡rios para a estimativa das alturas verticais de gra£os pequenos (as origens dos ananãis são incertas, possivelmente esculpidas por planetas ou por uma transição de temperatura que produz gelos).

Os astrônomos descobriram que em dois sistemas o gás e a poeira a distâncias da estrela de cerca de cem unidades astrona´micas são colocados com a mesma estrutura, mas mais longe os gra£os de poeira tem uma altura vertical menor do que o gás CO. No terceiro sistema, os dois componentes tem a mesma forma em todas as distâncias. Os cientistas argumentam que uma proporção de massa de gás para poeira maior que 100 (o valor ta­pico para o meio interestelar) poderia explicar o comportamento dos dois primeiros. A equipe também conclui que as alturas verticais de gás e poeira não são simplesmente funções da massa, idade ou tipo espectral da estrela, mas em trabalhos futuros eles esperam esclarecer as dependaªncias.

Os cientistas alertam que com apenas três exemplos éprematuro generalizar suas conclusaµes. Eles também observam que os mecanismos de produção dos ananãis são incertos e pode ter havido um efeito de seleção não identificado nesses sistemas. Por exemplo, esses discos são relativamente grandes e menores; os mais comuns podem se comportar de maneira diferente. Nãomenos importante, os efeitos da turbulaªncia e do assentamento de poeira permanecem incertos. Esses primeiros resultados, entretanto, demonstram a viabilidade das técnicas. Observações adicionais e modelagem devem ser capazes de caracterizar os discos de outros sistemas e rastrear mais detalhes do processo de formação do planeta.

 

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