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abr 15

ESO: choque de cometa pode explicar aglomerado misterioso de gás em Beta Pictoris

O ALMA revela uma enigmática aglomeração de gás no disco de detritos que rodeia Beta Pictoris

http://www.eso.org/public/images/eso1408a/

Esta concepção artística ilustra o modelo preferido para explicar as observações ALMA de Beta Pictoris. As novas observações ALMA mostram que o disco em torno da estrela está permeado de gás de monóxido de carbono. A presença deste gás poderá indicar que o sistema planetário Beta Pictoris se tornará eventualmente passível de abrigar vida. Nos limites externos do sistema, a influência gravitacional de um planeta gigante hipotético (embaixo à esquerda) captura cometas criando um grupo denso e de elevada massa (à direita) onde colisões frequentes ocorrem. Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center/F. Reddy

Astrônomos anunciaram hoje a descoberta de um caroço inesperado de monóxido de carbono gasoso no disco de poeira que circunda a estrela Beta Pictoris. A descoberta, feita com observações obtidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, é surpreendente uma vez que se espera que tal aglomerado gasoso seja rapidamente destruído pela radiação estelar. Provavelmente o gás esteja sendo reposto por colisões frequentes entre objetos pequenos e gelados, como cometas.

Beta Pictoris, uma estrela próxima facilmente observável a olho nu no céu austral, é considerada o arquétipo dos sistemas planetários jovens. Sabe-se que abriga um planeta que orbita a estrela a uma distância de 1,2 mil milhões de quilômetros e foi uma das primeiras estrelas que se descobriu rodeada por um enorme disco de poeira [1].

As novas observações do ALMA mostram que o disco está permeado de monóxido de carbono. Paradoxalmente, a presença deste gás, tão prejudicial aos humanos na Terra, poderá indicar que o sistema planetário Beta Pictoris se tornará eventualmente passível de abrigar vida. O bombardeamento de cometas que os seus planetas sofrem atualmente está muito provavelmente a fornecer-lhes água indispensável à vida [2].

A imagem ALMA do monóxido de carbono em torno de Beta Pictoris (em cima) pode ser decomposta de modo a simular uma vista de cima do sistema, revelando uma enorme concentração de gás nos limites mais externos. Para comparação em termos de escalas mostramos igualmente na imagem as órbitas do Sistema Solar. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / NASA's Goddard Space Flight Center / F. Reddy

A imagem ALMA do monóxido de carbono em torno de Beta Pictoris (em cima) pode ser decomposta de modo a simular uma vista de cima do sistema, revelando uma enorme concentração de gás nos limites mais externos. Para comparação em termos de escalas mostramos igualmente na imagem as órbitas do Sistema Solar. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / NASA’s Goddard Space Flight Center / F. Reddy

No entanto, sabemos que o monóxido de carbono é rápida e facilmente destruído pela radiação estelar,  durando apenas cerca de 100 anos no local onde se encontra no disco de Beta Pictoris. Observá-lo em um disco com 20 milhões de anos de idade é realmente uma surpresa. A pergunta é então: de onde é que este gás vem e porque é que ainda lá se encontra?

Bill Dent, um astrônomo do ESO trabalhando no Escritório do ALMA em Santiago, Chile, e autor principal do artigo científico que foi publicado na revista Science, explicou:

A não ser que estejamos a observar Beta Pictoris numa época muito particular, o monóxido de carbono deve estar a ser continuamente criado. A fonte mais abundante de monóxido de carbono num sistema estelar jovem é a colisão de objetos gelados, desde cometas a objetos maiores do tamanho de planetas.

Mas, a taxa de destruição tem que ser muito elevada, conforme Aki Roberge, astrônomo no Goddard Research Center da NASA, em Greenbelt, EUA e co-autor do artigo, disse:

Para que haja a quantidade de monóxido de carbono que estamos a observar, a taxa de colisões tem de ser verdadeiramente espantosa, uma colisão de um cometa grande a cada cinco minutos. Para termos este número de colisões, terá que haver uma enorme concentração de cometas.

O ALMA mostrou ainda outra surpresa, já que as observações revelaram não apenas o monóxido de carbono mas permitiram também mapear a sua localização no disco, devido à capacidade única do ALMA em medir simultaneamente posições e velocidades: o gás concentra-se num único caroço compacto. Esta concentração situa-se a 13 bilhões de quilômetros de distância da estrela, o que corresponde a cerca de três vezes a distância de Netuno ao Sol. A razão por que o gás se concentra neste pequeno caroço tão longe da estrela permanece um mistério.

Mark Wyatt, astrônomo da Universidade de Cambridge, RU, co-autor do artigo, explicou que existem dois processos pelos quais este caroço se pode ter formado:

Este caroço de gás é uma importante pista sobre o que se passa nas regiões mais externas deste sistema planetário jovem. Ou então, a atração gravitacional de um planeta ainda não detectado, com massa semelhante à de Saturno, concentra as colisões cometárias nesta pequena região, ou o que estamos a ver são os resquícios de uma colisão catastrófica entre dois planetas gelados com massas semelhantes à de Marte.

Ambas estas hipóteses dão aos astrônomos razões para esperar descobrir vários outros planetas em torno de Beta Pictoris. Roberge acrescentou:

Este monóxido de carbono é apenas o início – podem haver outras moléculas pré-orgânicas mais complexas libertadas por estes corpos gelados.

Estão previstas mais observações com o ALMA, que ainda não alcançou as suas capacidades totais, para se continuar a estudar este intrigante sistema planetário e consequentemente ajudar-nos a compreender quais as condições que existiam durante a formação do nosso Sistema Solar.

Notas

[1] Há muitas estrelas que se encontram envolvidas por nuvens de poeira em movimento, os chamados discos de poeira. Trata-se dos restos de uma colisão em cascata de rochas em torno da estrela, um pouco como a destruição colisional da estação espacial que aparece no filme Gravidade (mas a uma escala muito maior). As notas de imprensa eso1024 e eso0842 tratam de observações anteriores de Beta Pictoris.

[2] Os cometas contêm gelos de monóxido de carbono, dióxido de carbono, amônia e metano, no entanto a sua componente majoritária é uma mistura de poeira e gelo de água.

Fonte

ESO: Crashing Comets Explain Surprise Gas Clump Around Young Star – ALMA reveals an enigmatic gas clump in debris disc around Beta Pictoris

Artigo Científico

Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk

._._.

1 menção

  1. ESO: calculada pela primeira vez o período de rotação de um exoplaneta – VLT mediu a duração do dia em Beta Pictoris b » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] [2] Beta Pictoris é um dos melhores exemplos de uma estrela rodeada por um disco de escombros. Sabe-se que este disco tem uma extensão de cerca de 1.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol. Observações anteriores do exoplaneta de Beta Pictoris foram anunciadas em Beta Pictoris planet finally imaged?, Inédito! ESO segue diretamente o movimento de um exoplaneta em Beta Pictoris e ESO: choque de cometa pode explicar aglomerado misterioso de gás em Beta Pictoris. […]

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