Furacões são usados para pesar planetas; entenda

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Estrelas jovens geralmente apresentam um arco de gás e poeira ao seu redor que, no futuro, dará origem a planetas. E é comum que pequenos “furacões” se formem nesses discos após o surgimento de novos mundos. A partir desses vórtices, é possível calcular a massa e a idade de planetas jovens, mesmo aqueles que estejam orbitando muito distantes de suas estrelas hospedeiras.

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Quem desenvolveu essa técnica de cálculo foram pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. O cálculo usa observações feitas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um radiotelescópio localizado no Chile e que possui um conjunto de 66 antenas.

Cientistas usaram dados captados pelos radiotelescópios do complexo ALMA, no Chile. Imagem: ALMA – Divulgação

O estudo está dividido em dois artigos publicados no Monthly Notices da Royal Astronomical Society (este e este).

Formação dos furacões

Os discos de gás, poeira e gelo em torno de estrelas jovens são chamados de protoplanetários. A acreção do núcleo faz com que a gravidade junte as partículas presentes no disco, até que se formem planetas e asteroides. Enquanto os objetos vão se formando, lacunas começam a ser esculpidas no disco protoplanetário.

O ALMA também é capaz de detectar outras estruturas que se formam no disco. As partículas do disco se aglomeram em arcos semelhantes a uma banana. Esses arcos são encontrados no centro dos vórtices e se formam a partir da instabilidade do disco gerado em consequência da formação das lacunas.

A partir do tempo em que esses furacões levam para ser formados, os pesquisadores podem calcular a massa e a idade dos planetas originados dali. Até mesmo corpos que têm tamanhos menores e estão a longas distância de sua estrela, como Plutão, podem ser medidos.

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Cálculo de massa e idade dos planetas com base nos furacões

Segundo Roman Rafikov, principal autor dos estudos sobre os vórtices nos disco protoplanetário, o método permite identificar planetas que estão muito longe de suas jovens estrelas. “É extremamente difícil estudar planetas menores que estão longe de sua estrela, imaginando-os diretamente: seria como tentar localizar um vaga-lume na frente de um farol” aponta Rafikov em declaração ao site Phys.

Planetas mais massivos, como Júpiter, acarretam furacões no disco ainda no início do seu desenvolvimento devido à alta gravidade. Baseado nisso, podem ser inferidas algumas informações sobre o planeta, como a massa, mesmo que o objeto nem tenha sido observado ainda. Já a idade do planeta pode ser calculada a partir de pontos como luminosidade, espectros e movimento.

Colocando a teoria em prática

Para pôr em prática a tese desenvolvida, os pesquisadores calcularam a menor massa de um planeta formado a partir do disco protoplanetário de uma estrela. Eles fizeram os cálculos a partir da observação de um vórtice desde quando ele se formou e que podia ser visto pelo ALMA.

Os pesquisadores descobriram que os planetas observados a partir dos furacões no disco de gás e poeira provavelmente tenham dezenas de vezes a massa da Terra. Segundo Nicolas Cimerman, coautor do estudo, o que eles fizeram foi “emocionante”.

“No meu trabalho diário, muitas vezes me concentro nos aspectos técnicos da realização das simulações. É emocionante quando as coisas se encaixam e podemos usar nossas descobertas teóricas para aprender algo sobre sistemas reais”.
Nicolas Cimerman

Rafikov conclui que o estudo da formação de planetas em outros sistemas estelares pode ajudar a compreender a formação do nosso Sistema Solar e como ele evolui.

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