Um esta¡gio aºnico da evolução do sistema planetario foi imaginado por astra´nomos, mostrando o gás mona³xido de carbono em movimento rápido fluindo de um sistema estelar a mais de 400 anos-luz de distância, uma descoberta que oferece uma oportunidade de estudar como nosso pra³prio sistema solar se desenvolveu.

Os astrônomos detectaram gás mona³xido de carbono em rápida movimentação saindo de um jovem, estrela baixa massa : um esta¡gio aºnico da evolução do sistema planetario que pode fornecer uma visão sobre como nosso pra³prio sistema solar evoluiu e sugere que a maneira como os sistemas se desenvolvem pode ser mais complicada do que pensado anteriormente.

Embora ainda não esteja claro como o gás estãosendo ejetado tão rápido, a equipe de pesquisadores, liderada pela Universidade de Cambridge, acredita que ele pode ser produzido a partir de cometas gelados vaporizados no cintura£o de astera³ides da estrela . Os resultados sera£o apresentados na conferaªncia virtual Five Years After HL Tau, em dezembro.

A detecção foi feita com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, como parte de um levantamento de estrelas jovens de 'classe III', relatado em um artigo anterior. Algumas dessas estrelas de classe III são cercadas por discos de detritos, que se acredita serem formados por colisaµes conta­nuas de cometas, astera³ides e outros objetos sãolidos , conhecidos como planetesimais, nas áreas externas de sistemas planetarios recentemente formados. As sobras de poeira e detritos dessas colisaµes absorvem a luz de suas estrelas centrais e re-irradiam essa energia como um brilho fraco que pode ser estudado com o ALMA.

Nas regiaµes internas dos sistemas planetarios, espera-se que os processos de formação de planetas resultem na perda de toda a poeira mais quente, e as estrelas da classe IIII são aquelas que ficam com - no ma¡ximo - poeira fria e fraca. Esses taªnues cinturaµes de poeira fria são semelhantes aos discos de detritos conhecidos vistos ao redor de outras estrelas, semelhantes ao cintura£o de Kuiper em nosso pra³prio sistema solar, que éconhecido por hospedar astera³ides e cometas muito maiores.

Na pesquisa, a estrela em questão, 'NO Lup', que tem cerca de 70% da massa do nosso Sol, foi encontrada com um disco empoeirado de baixa massa, mas foi a única estrela de classe III onde o gás mona³xido de carbono foi detectado, a primeira vez para este tipo de jovem estrela com ALMA. Embora se saiba que muitas estrelas jovens ainda hospedam os discos formadores de planetas ricos em gás com os quais nascem, NO Lup émais evolua­do, e seria de se esperar que tivesse perdido esse gás primordial após a formação de seus planetas.

 

Embora a detecção de mona³xido de carbono seja rara, o que tornou a observação única foi a escala e a velocidade do gás, o que levou a um estudo de acompanhamento para explorar seu movimento e origens.

"Apenas detectar gás mona³xido de carbono foi emocionante, já que nenhuma outra estrela jovem desse tipo havia sido fotografada anteriormente pelo ALMA", disse o primeiro autor Joshua Lovell, um Ph.D. estudante do Instituto de Astronomia de Cambridge. "Mas quando olhamos mais de perto, encontramos algo ainda mais incomum: considerando a distância que o gás estava da estrela, ele estava se movendo muito mais rápido do que o esperado. Isso nos deixou intrigados por um bom tempo."

Grant Kennedy, bolsista de pesquisa da Royal Society University na University of Warwick, que liderou o trabalho de modelagem do estudo, apresentou uma solução para o quebra-cabea§a. "Encontramos uma maneira simples de explicar: modelando um anel de gás, mas dando ao gás um impulso extra para fora", disse ele. "Outros modelos foram usados ​​para explicar discos jovens com mecanismos semelhantes, mas este disco émais como um disco de detritos onde não vimos ventos antes. Nosso modelo mostrou que o gás étotalmente consistente com um cena¡rio no qual estãosendo lana§ado fora o sistema a cerca de 22 quila´metros por segundo, o que émuito maior do que qualquer velocidade orbital esta¡vel. "

Uma análise posterior também mostrou que o gás pode ser produzido durante as colisaµes entre astera³ides ou durante os períodos de sublimação - a transição de uma fase sãolida para uma fase gasosa - nasuperfÍcie dos cometas da estrela, que devem ser ricos em mona³xido de carbono.

Houve evidaªncias recentes desse mesmo processo em nosso pra³prio sistema solar a partir da missão New Horizons da NASA, quando observou o objeto do Cintura£o de Kuiper Ultima Thule em 2019 e encontrou a evolução da sublimação nasuperfÍcie do cometa, o que aconteceu hácerca de 4,5 bilhaµes de anos. O mesmo evento que vaporizou cometas em nosso sistema solar bilhaµes de anos atrás pode, portanto, ter sido capturado pela primeira vez a mais de 400 anos-luz de distância, em um processo que pode ser comum em torno de estrelas formadoras de planetas e tem implicações em como todos os cometas , astera³ides e planetas evoluem.

"Esta estrela fascinante estãolana§ando luz sobre que tipo de processos fa­sicos estãomoldando os sistemas planetarios logo após eles nascerem, logo após terem emergido de serem envoltos por seu disco protoplanetario", disse o co-autor Professor Mark Wyatt, também do Instituto de Astronomia. "Embora tenhamos visto gás produzido por planetesimais em sistemas mais antigos, a taxa de cisalhamento na qual o gás estãosendo produzido neste sistema e sua natureza de saa­da são bastante nota¡veis, e apontam para uma fase da evolução do sistema planetario que estamos testemunhando aqui pela primeira vez Tempo."

Embora o quebra-cabea§a não esteja totalmente resolvido e uma modelagem mais detalhada seja necessa¡ria para entender como o gás estãosendo ejetado tão rapidamente, o que écerto éque este sistema estãodefinido para ser o alvo de medições de acompanhamento mais intensas.

"Esperamos que o ALMA volte a ficar online no pra³ximo ano e faremos o caso para observar este sistema novamente com mais detalhes", disse Lovell. "Dado o quanto aprendemos sobre este esta¡gio inicial da evolução do sistema planetario com apenas uma curta observação de 30 minutos, ainda hámuito mais que este sistema pode nos dizer."