Os astrónomos capturaram as imagens mais nítidas de 24 discos de detritos que orbitam estrelas distantes, fornecendo informações críticas sobre a fase caótica e de transição entre a formação de planetas e sistemas exoplanetários maduros. Esses discos são restos de poeira e planetesimais que sobraram após a formação dos planetas, essencialmente os equivalentes extrasolares de nossos próprios cinturões de asteróides e de Kuiper.
O elo perdido na evolução planetária
Durante anos, os cientistas estudaram tanto os estágios iniciais da formação planetária (discos protoplanetários) quanto sistemas exoplanetários totalmente desenvolvidos. Os discos de detritos preenchem uma lacuna crítica: a “adolescência” de um sistema solar, onde os planetas estão a estabelecer-se em órbitas estáveis, as colisões ainda são comuns e a estrutura geral está a ser moldada por forças gravitacionais.
Os discos de detritos são fracos, dificultando sua observação. No entanto, utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipa liderada por Meredith Hughes da Universidade Wesleyan superou estes desafios, produzindo imagens de alta resolução como parte do rastreio ALMA para resolver subestruturas da cintura exoKuiper (ARKS).
Estruturas diversas revelam histórias dinâmicas
As observações revelam uma diversidade notável entre estes discos. Não são apenas anéis simples como aqueles que às vezes são vistos em torno de estrelas mais jovens. Em vez disso, muitos exibem:
- Vários anéis e lacunas, sugerindo a presença de planetas que esculpiram o disco ao longo do tempo.
- Estruturas semelhantes a halos, potencialmente causadas por gás remanescente ou interações gravitacionais.
- Formas assimétricas, sugerindo colisões contínuas ou a influência de planetas invisíveis.
Cerca de um terço dos discos apresentam subestruturas claras, o que significa que os discos não são lisos, mas contêm restos de fases anteriores de construção planetária. Alguns discos parecem calmos e espalhados, enquanto outros são caóticos e inchados, ecoando a mistura de objetos estáveis e dispersos no nosso próprio Sistema Solar.
Retenção de Gás e Evolução Contínua
Notavelmente, vários discos retêm gás por muito mais tempo do que o esperado, uma descoberta que pode afetar a química de quaisquer planetas ainda em formação dentro deles. A equipe também descobriu que muitos discos estão tortos, sugerindo impulsos gravitacionais de planetas ocultos ou cicatrizes de migrações planetárias anteriores.
“Estes discos registam um período em que as órbitas planetárias estavam a ser alteradas e enormes impactos…estavam a moldar sistemas solares jovens”, disse Luca Matrà, astrónomo do Trinity College Dublin. A pesquisa ARKS fornece um novo padrão ouro para o estudo de discos de detritos, permitindo aos cientistas decodificar se a história do nosso Sistema Solar era comum ou única.
Esta investigação sublinha a natureza violenta e dinâmica da evolução do sistema planetário. As descobertas sugerem que a história do Sistema Solar pode não ser uma exceção, mas sim um resultado típico dos processos complexos que se seguem à formação planetária.
Os resultados foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.
