O Telescópio Espacial James Webb (JWST) acaba de resolver um mistério de 20 anos sobre como estrelas antigas poderiam hospedar planetas massivos.
No início dos anos 2000, Telescópio Espacial Hubble observou o planeta mais antigo de todos os temposum objeto 2,5 vezes maior que Júpiter que se formou na Through Láctea há 13 mil milhões de anos, menos de mil milhões de anos depois do nascimento do Universo. A descoberta de outros planetas antigos emblem em seguida. Isto intrigou os cientistas, uma vez que as estrelas do Universo primitivo deveriam ter consistido maioritariamente de elementos leves como o hidrogénio e o hélio, com quase nenhum dos elementos pesados – coisas como o carbono e o ferro – que constituem os planetas.
Os astrónomos acreditavam que os discos de poeira e gás que rodeiam estas estrelas de elemento leve deveriam ter sido destruídos pela própria radiação da estrela, dispersando o disco dentro de alguns milhões de anos e não deixando nada para trás para formar um planeta. Os elementos pesados necessários para construir um disco planetário duradouro em torno de uma estrela só estavam disponíveis mais tarde explosões de supernovas os criarampensaram os cientistas.
Agora, porém, o JWST examinou de perto um proxy moderno para essas estrelas antigas e descobriu que o Hubble não estava enganado. Em uma nova pesquisa publicada em 16 de dezembro em O Jornal Astrofísicoos pesquisadores descobriram que quando há poucos elementos metálicos pesados, os discos planetários podem durar muito mais tempo do que se acreditava anteriormente.
“Vemos que estas estrelas estão de facto rodeadas por discos e ainda estão em processo de devoração de materials, mesmo na idade relativamente antiga de 20 (milhões) ou 30 milhões de anos”, disse o principal autor do estudo. Guido De Marchiastrônomo do Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial em Noordwijk, Holanda, disse em um comunicado. “Isto também implica que os planetas têm mais tempo para se formar e crescer em torno destas estrelas do que em regiões de formação estelar próximas na nossa própria galáxia.”
Observações de James Webb
O JWST observou os espectros (uma medição de diferentes comprimentos de onda de luz) das estrelas no aglomerado de formação estelar denominado NGC 346. As condições neste aglomerado são semelhantes às do universo primitivo, com muitos elementos leves como hidrogênio e hélio e uma relativa escassez de elementos metálicos e outros elementos mais pesados. O aglomerado está no Pequena Nuvem de Magalhãesuma galáxia a 199.000 anos-luz da Terra.
A luz e as ondas eletromagnéticas emitidas por essas estrelas e seus arredores revelaram que elas hospedam discos planetários de longa duração. Isso poderia funcionar de duas maneiras, de acordo com Marchi e seus colegas.
A primeira é que as estrelas compostas por elementos leves não hospedam muitos elementos em decaimento radioativo – esses elementos radioativos são todos mais pesados. Esta falta de radiação significa que a estrela tem menos poder para afastar o disco planetário, pelo que pode durar muito mais tempo do que um disco em torno de uma estrela com mais elementos pesados.
Outra possibilidade é que uma estrela formada apenas por elementos leves se forme a partir de uma nuvem muito, muito grande de poeira e gás. Esta nuvem de poeira extragrande também deixaria para trás um enorme disco em torno da estrela recém-nascida, e esse enorme disco poderia levar muito tempo para ser expelido, mesmo que as estrelas de elementos leves emitam tanta radiação quanto as estrelas de elementos mais pesados.
“Isso tem implicações na forma como você forma um planeta e no tipo de arquitetura de sistema que você pode ter nesses diferentes ambientes”, disse o coautor do estudo. Elena Sabbidisse o cientista-chefe do Observatório Gemini do NOIRLab da Nationwide Science Basis em Tucson, no comunicado. “Isso é tão emocionante.”
