Esta impressão artística mostra o disco de gás e poeira cósmica em torno de uma anã marron, onde se acreditava não ser possível a formação de discos desse tipo, a primeira etapa para a formação de planetas.
[Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser]
Formação dos planetas rochosos
Astrônomos descobriram pela primeira vez que a região exterior de um disco de poeira em torno de uma anã marrom, contém grãos sólidos com tamanhos da ordem de milímetros, comparáveis aos encontrados em discos mais densos situados em torno de estrelas recém-nascidas.
Esta descoberta surpreendente desafia as teorias de formação dos planetas rochosos do tipo terrestre e sugere que os planetas rochosos podem ser ainda mais comuns no Universo do que se esperava, uma vez que as anãs marrons não entravam nos cálculos de probabilidade usados pelos astrônomos.
Acredita-se que os planetas rochosos formam-se a partir de colisões aleatórias e fusão do que são, inicialmente, partículas microscópicas situadas no disco de material em torno de uma estrela. Estes grãos minúsculos, conhecidos como poeira cósmica, são muito semelhantes a fuligem ou areia muito finas.
No entanto, nas regiões exteriores em torno de uma anã marrom – um objeto do tipo estelar, mas pequeno demais para brilhar como uma estrela – os astrônomos esperavam que os grãos de poeira não pudessem crescer, já que os discos são bastante esparsos e as partículas deslocar-se-iam muito depressa para se poderem fundir após uma colisão.
Igualmente, as teorias afirmam que quaisquer grãos que consigam se formar devem mover-se muito depressa na direção da anã marrom central, desaparecendo assim das regiões mais exteriores do disco, onde poderiam ser detectados.
Poeira e monóxido de carbono
Mas, na prática, o radiotelescópio ALMA revelou algo bem diferente.
“Ficamos muito surpresos ao encontrar grãos de poeira do tamanho do milímetro neste disco pequeno e fino,” disse Luca Ricci, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, que liderou a equipe de astrônomos, dos Estados Unidos, Europa e Chile.
“Grãos sólidos deste tamanho não deveriam ser capazes de se formar nas regiões exteriores frias de um disco em torno de uma anã marrom, mas aparentemente é o que está acontecendo. Não podemos ter certeza que um planeta rochoso se forme neste local, ou até que já se tenha formado, mas estamos vendo os primeiros passos deste fenômeno, e por isso mesmo teremos que alterar as nossas suposições sobre as condições necessárias ao crescimento de sólidos,” disse ele.
A elevada resolução do ALMA, comparada com os telescópios anteriores, permitiu também à equipe localizar monóxido de carbono gasoso em torno da anã marrom – é a primeira vez que gás molecular frio é detectado em um disco desse tipo.
Esta descoberta, juntamente com a dos grãos milimétricos, sugere que o disco é muito mais parecido com os discos que se encontram em torno de estrelas jovens do que anteriormente se supunha.
Alma do céu
Os astrônomos apontaram o ALMA à jovem anã marrom ISO-Oph 102, também conhecida como Rho-Oph 102, situada na região de formação estelar Rho Ophiuchi, na constelação do Serpentário.
Com cerca de 60 vezes a massa de Júpiter mas apenas 0,06 a do Sol, a anã marrom não tem massa suficiente para iniciar as reações termonucleares que fazem brilhar as estrelas.
No entanto, emite calor liberado pela sua lenta contração gravitacional e brilha com uma cor avermelhada, embora seja muito menos brilhante que uma estrela.
Ricci e seus colegas fizeram esta descoberta com o auxílio do telescópio ALMA, que está apenas parcialmente completo, situado no deserto chileno a elevada altitude.
O ALMA é uma coleção, em crescimento, de antenas de alta precisão, em forma de prato, que trabalham em conjunto para observar o Universo com imenso detalhe e sensibilidade.
O ALMA “vê” o Universo na radiação milimétrica, invisível ao olho humano. Prevê-se que a construção do ALMA esteja terminada em 2013, mas os astrônomos já estão usando uma rede parcial de antenas ALMA desde 2011.
Quando completo, o telescópio ALMA será suficientemente poderoso para obter imagens detalhadas dos discos em torno da Rho-Oph 102 e outros objetos.
“Poderemos brevemente detectar, não apenas a presença de pequenas partículas nos discos, mas também mapear como é que elas se distribuem no disco circumstelar e como é que interagem com o gás que também detectamos no disco, o que nos ajudará a compreender melhor como é que os planetas se formam,” disse Ricci.
