Com novos instrumentos, os astrônomos estão preenchendo todas as peças que ajudam a explicar como os planetas se formam a partir de discos estendidos de gás e poeira em torno de estrelas recém-nascidas. Mas os astrônomos encontraram um disco proto-planetário que se recusa a crescer. Tem 25 milhões de anos e ainda não fez a transição para formar planetas. Lee Hartmann está no Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian e o principal autor do artigo que anuncia a descoberta.
Ouça a entrevista: Disco planetário que se recusa a crescer (6 MB)
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Fraser Cain: Você encontrou o disco planetário mais antigo. Você pode me dar uma idéia de como isso é incomum?
Lee Hartmann: Trata-se do disco planetário ou protoplanetário mais antigo. O mais antigo que encontramos antes tinha cerca de 10 milhões de anos, então isso é cerca de 2 a 2,5 vezes mais antigo do que qualquer coisa que encontramos antes.
Fraser: Foi uma grande surpresa encontrar algo tão antigo?
Hartmann: Sim, parece que metade ou mais das estrelas têm algum tipo de disco empoeirado estendido com algo que faria planetas. Em uma idade de cerca de um milhão de anos ou mais. E então, em 10 milhões de anos, você terá 10% de todas as estrelas ou talvez até menos do que isso. Então, encontrar essa coisa com o dobro da idade foi realmente notável. Pensávamos que, em 20 milhões de anos, estaríamos realmente em zero para qualquer coisa que ainda tivesse poeira à sua volta, muito parecida com um disco planetário.
Fraser: O que poderia manter o disco estável por tanto tempo?
Hartmann: Não está muito claro. O sistema central, neste caso, é na verdade uma estrela binária próxima e, portanto, é possível - ao contrário de uma única estrela em nosso sistema solar - há duas estrelas de massa quase iguais que estão orbitando em uma órbita muito próxima e, embora algo do tamanho de algum lugar entre a órbita de Mercúrio e a órbita de Vênus; algo desse tamanho. Isso pode agitar as coisas porque cada estrela tem sua própria gravidade e, à medida que se movimentam, podem agitar o disco e agitar as partículas. O que pensamos que acontece para formar planetas é que a poeira, os coelhinhos de poeira, grudam eletrostaticamente em pequenos pedaços e depois crescem cada vez mais. E faz pedras, e depois faz coisas que são mais parecidas com asteróides e, finalmente, planetas. E o estágio de formação do planeta é o que realmente limpa toda essa poeira. E, portanto, esse processo é considerado muito delicado e as coisas se acalmam em escalas de tempo de milhares a milhões de anos. É possível que, se você estiver agitando um pouco, mantendo a partícula suspensa, elas realmente não se juntem muito bem e não passem pelo resto do processo de formação planetária, como a maioria das outras estrelas.
Fraser: Quão comum seria algo assim? Como este é o mais antigo encontrado, você acha que existem outros por perto ou isso é apenas um acaso?
Hartmann: É difícil imaginar que exista apenas uma dessas coisas na galáxia, muito menos em todo o universo. Mas, isso deve ser uma ocorrência muito rara, tanto quanto podemos dizer. Podemos ver grandes aglomerados de estrelas com 30 milhões de anos, 50 milhões de anos, 100 milhões de anos, e eles não encontraram nada parecido em várias centenas ou mesmo milhares de estrelas no total. Provavelmente é 1 em 1000, talvez, ou algo assim. Isso é o que eu acho, mas é difícil saber. Ainda não analisamos com cuidado o suficiente. Não conseguimos até muito recentemente. O telescópio espacial Spitzer tem muito mais sensibilidade do que qualquer outra coisa que pudemos fazer antes. Tornou fatores centenas de milhares de vezes nossa capacidade de detectar fontes fracas como essa. Estamos apenas dando os primeiros passos para explorar o que está por aí e em nosso próprio bairro. Com o telescópio Spitzer, eles começam a examinar alguns desses outros clusters, confirmando que o dobro da idade desse sistema, menos de 1 em 1000 é assim. É realmente um sistema bastante único. Devemos ter percebido isso em algumas circunstâncias especiais.
Fraser: Você acha que isso poderia durar milhões e milhões de anos mais? Ainda é cedo para isso?
Hartmann: Isso é algo que não entendemos muito bem. E uma das razões para estudar esses tipos de sistemas é que realmente precisamos de muita ajuda para entender a física disso. A física de como os planetas se formam basicamente a partir de coelhos de poeira. É um processo tão complicado, e há todo tipo de coisa que não entendemos completamente e que realmente precisamos ter mais pesquisas sobre isso. Eu realmente não sei o que vai acontecer com este sistema. Minha opinião é que provavelmente não vai continuar se coagulando em planetas se ainda não o fez. A teoria sugere que há um limite que você precisa atingir. Você tem que ter material suficiente para que isso aconteça, para realmente superar a corcunda de criar corpos maiores, que podem varrer toda a poeira menor e limpar o disco. Se você nunca chegar a esse limite, poderá nunca criar planetas. Meu palpite é que isso pode acabar, e alguns grãos de poeira serão expelidos ou entrarão em espiral lentamente na estrela e esse é o fim, mas nós realmente não entendemos.
Fraser: Os discos formadores de planetas já foram vistos em sistemas binários?
Hartmann: Sim, se eu puder me qualificar para dizer que estamos assumindo que esses discos fazem planetas. Na verdade, não tivemos a pistola completa para dizer que esses discos empoeirados realmente fazem planetas. Eu acho que é uma probabilidade muito forte, porque vemos toda essa poeira distribuída em torno de estrelas muito jovens e tudo acaba. Sabemos que temos que coagular toda a poeira, pegar as pequenas coisas e colocá-las em grandes coisas para fazer planetas. Essa é a suposição que estamos fazendo, mas eu só queria dizer que, na verdade, não conectamos os pontos nessa questão.
Fraser: Certo, então foram vistos discos em torno de sistemas binários como este?
Hartmann: Sim, eles têm. Esse problema é que, basicamente, você não pode ter o disco na mesma órbita de tamanho da órbita binária. A outra estrela apenas engole toda a poeira, evapora ou sopra. Por outro lado, se você tem um binário muito amplo, se você tem algo em que a outra estrela está muito longe, pode ter um disco bem dentro desse binário e ele não sabe que há outra estrela orbitando ao redor. Nós orbitamos ao redor do Sol, e Júpiter está lá fora em várias unidades astronômicas, e isso apenas causa pequenas perturbações na órbita da Terra. Da mesma forma, você pode ter um sistema no qual as duas estrelas estejam relativamente próximas umas das outras e o disco esteja bem fora da área periférica. E então, para esse disco, quase parece que há uma única estrela. Não é exatamente assim porque as duas estrelas estão orbitando ao redor, então a gravidade está agitando um pouco. Mas não é tão longe de ter apenas um único objeto. Portanto, desde que o disco seja muito maior que o binário ou menor que o binário, você está bem. Porém, se o disco for muito maior que o binário, pode ser tão tênue e espalhado que nunca se coagula de maneira eficaz em planetas. É algo que gostaríamos de prever, mas ainda não conseguimos demonstrar de maneira observacional.
Fraser: Você segue algumas observações planejadas para isso?
Hartmann: O que acho que gostaríamos de tentar é obter observações de comprimento de onda mais longas para ver onde o disco termina, porque nesse conjunto de observações estamos basicamente dizendo que existe um disco, mas não sabemos como grande é. A questão é: existe algo fora deste sistema que também poderia estar perturbando o disco. Pode até ser um sistema triplo, pelo que sabemos, com um companheiro muito mais amplo, de baixa massa e que não vimos. E isso poderia realmente agitar e impedir que o disco deixasse os planetas coagularem, pelo menos. E a outra coisa que estamos tentando fazer é tentar identificar outros sistemas como esse, que também têm 20 milhões de anos, 30 milhões de anos. Se conseguirmos encontrar mais dessas coisas, apenas para ver como elas são comuns e se são todos binários ou o que há de especial nelas que lhes permite durar tanto tempo. Basicamente, o que estamos tentando fazer é ver o processo de como um disco se transforma em planetas, mas é claro que leva milhões de anos, para que você não possa seguir isso - pelo menos, não posso seguir. É como tirar uma foto de uma população. Você tem idosos e jovens e bebês e assim por diante. E você tenta inferir como é a evolução ao juntar as várias peças. E então algumas pessoas são generosas, ou melhor, nutridas, e têm uma cultura diferente ou o que quer que seja, e você tenta ver quais efeitos diferentes têm sobre a população daquele instantâneo. Tentar encontrar outros sistemas assim é uma maneira de fazer o experimento para ver o que acontece se você tiver um binário muito mais amplo ou o que acontece se for uma estrela de massa diferente no meio. Realmente não podemos fazer o experimento, mas se encontrarmos diferentes tipos de objetos como esse, a natureza o fez em lugares diferentes, e só precisamos sair e olhar para ele.
Esta descoberta foi anunciada originalmente na Space Magazine em 19 de julho de 2005.
