Revela os segredos do planeta rochoso nos confins cósmicos

Astrônomos, utilizando o Telescópio Espacial James Webb, observaram a presença de água e moléculas necessárias para a formação de planetas rochosos em uma região altamente irradiada da Nebulosa do Lagostim. Esta descoberta, parte do programa XUE, expande os ambientes conhecidos onde os planetas rochosos podem se formar, desafiando crenças anteriores e fornecendo novos conhecimentos sobre a diversidade dos exoplanetas.

Os astrônomos encontram um grupo de moléculas que estão entre os blocos de construção dos planetas rochosos.

O espaço é um ambiente hostil, mas algumas áreas são mais adversas do que outras. A região de formação estelar, conhecida como Nebulosa do Lagostim, abriga algumas das estrelas mais massivas da nossa galáxia. Estrelas massivas são mais quentes e, portanto, emitem uma quantidade maior de radiação ultravioleta. Esta luz ultravioleta banha os discos de formação planetária em torno de estrelas próximas. Os astrónomos esperam que a radiação ultravioleta quebre muitas moléculas químicas. No entanto, Telescópio Espacial James Webb Descubra uma variedade de moléculas em um desses discos, incluindo água, monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianeto de hidrogênio e acetileno. Essas moléculas estão entre os blocos de construção dos planetas rochosos.

Disco protoplanetário (conceito artístico)

Esta é a impressão artística de uma jovem estrela rodeada por um disco protoplanetário no qual os planetas se formam. Crédito: Esso

O Telescópio Espacial Webb revela que planetas rochosos podem se formar em ambientes extremos

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Telescópio Espacial James Webb da NASA para fornecer as primeiras observações de água e outras moléculas no interior rochoso e altamente radiado dos planetas, num dos ambientes mais extremos da nossa galáxia. Estes resultados sugerem que as condições de formação de planetas rochosos podem ocorrer numa gama mais ampla de ambientes possíveis do que se pensava anteriormente.

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Os primeiros resultados do programa XUE

Estes são os primeiros resultados do telescópio espacial James Webb Extreme Ultraviolet (XUE), que se concentra na caracterização de discos de formação planetária (enormes nuvens giratórias de gás, poeira e pedaços de rocha onde os planetas se formam e evoluem) em estrelas massivas. formando regiões. Estas regiões provavelmente representam o ambiente em que a maioria dos sistemas planetários se formou. Compreender a influência do ambiente na formação planetária é importante para os cientistas obterem informações sobre a diversidade dos diferentes tipos de exoplanetas.

Estudo da Nebulosa do Lagostim

O programa XUE tem como alvo um total de 15 discos em três regiões da Nebulosa do Lagostim (também conhecida como NGC 6357), uma grande nebulosa de emissão a cerca de 5.500 anos-luz da Terra, na constelação do Escorpião. A Nebulosa do Lagostim é um dos mais novos e mais próximos complexos de formação de estrelas massivas, hospedando algumas das estrelas mais massivas da nossa galáxia. Estrelas massivas são mais quentes e, portanto, emitem mais radiação ultravioleta. Isto pode dispersar o gás, fazendo com que a vida útil esperada do disco seja tão curta quanto um milhão de anos. Graças a Webb, os astrônomos podem agora estudar o efeito da radiação ultravioleta nas regiões terrestres internas de formação de planetas de discos protoplanetários em torno de estrelas como o nosso Sol.

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“O Webb é o único telescópio com resolução espacial e sensibilidade para estudar discos de formação planetária em regiões de formação estelar massiva,” disse a líder da equipa Maria Claudia Ramírez Tanos do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha.

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Os astrônomos pretendem caracterizar as propriedades físicas e a composição química de regiões de discos rochosos formadores de planetas na Nebulosa do Lagostim usando espectrômetros de resolução média no instrumento de infravermelho médio (MIRI) de Webb. Este primeiro resultado centra-se num disco protoplanetário chamado XUE 1, que está localizado no aglomerado estelar Pismis 24.

“Apenas a faixa de comprimento de onda e a resolução espectral do MIRI nos permitem examinar o inventário molecular e as condições físicas do gás quente e da poeira onde os planetas rochosos se formam”, acrescentou o membro da equipe Arjan Beck, da Universidade de Estocolmo, na Suécia.

Dada a sua localização perto de várias estrelas massivas em NGC 6357, os cientistas esperam que XUE 1 tenha sido constantemente exposto a grandes quantidades de radiação ultravioleta ao longo da sua vida. No entanto, neste ambiente extremo, a equipa ainda descobriu um grupo de moléculas que formam os blocos de construção dos planetas terrestres.

“Descobrimos que o disco interno em torno de XUE 1 é notavelmente semelhante aos encontrados em regiões de formação estelar próximas,” disse Reins Waters, membro da equipa, da Universidade Radboud, na Holanda. “Detectámos água e outras moléculas, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianeto de hidrogénio e acetileno. No entanto, as emissões encontradas foram mais fracas do que alguns modelos previam. Isto pode significar um pequeno raio exterior do disco.”

Lars Kuijpers, da Radboud University, acrescentou: “Ficamos surpresos e entusiasmados porque esta é a primeira vez que estas moléculas foram detectadas em condições tão extremas”. A equipe também encontrou pequena poeira de silicato parcialmente cristalizada na superfície do disco. Estes são considerados os blocos de construção dos planetas rochosos.

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Implicações para a formação de planetas rochosos

Estes resultados são boas notícias para a formação de planetas rochosos, uma vez que a equipa científica descobriu que as condições no disco interno são semelhantes às dos discos bem estudados encontrados em regiões de formação estelar próximas, onde apenas se formam estrelas de baixa massa. Isto sugere que os planetas rochosos podem formar-se numa gama muito mais ampla de ambientes do que se pensava anteriormente.

A equipa salienta que as restantes observações do programa XUE são cruciais para identificar pontos em comum entre estas condições.

“XUE 1 nos mostra que existem as condições necessárias para a formação de planetas rochosos, então o próximo passo é verificar o quão comum isso é”, diz Ramirez-Taños. “Vamos monitorar outros discos na mesma área para determinar a frequência com que essas condições podem ser observadas.”

Esses resultados foram publicados em o Jornal Astrofísico.

Referência: “XUE: Inventário molecular na região interna de um disco protoplanetário altamente irradiado” por María Claudia Ramírez-Taños, Arjan Beck, Lars Kuijpers, Reins Waters, Christian Goebel, Thomas Henning, Inga Kamp, Thomas Prebisch, Konstantin F. Getman, Germán Chaparro, Pablo Cuartas-Restrepo, Alex D. Cotter, Eric D. Vigilson, Sierra L. Grant, Thomas J. Elena Sabbi, Benoit Taboni, Andrew J. Inverno, Anna F. McLeod, Roy van Bokel e Circus E. Van Terwisja, 30 de novembro de 2023, o Cartas de diários astrofísicos.
doi: 10.3847/2041-8213/ad03f8

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb resolve os mistérios do nosso sistema solar, olha além dos mundos distantes em torno de outras estrelas e explora as misteriosas estruturas e origens do nosso universo e o nosso lugar nele. WEB é um programa liderado internacionalmente NASA Com os seus parceiros, a Agência Espacial Europeia (ESA)Agência Espacial Europeia) e a Agência Espacial Canadense.

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