Nota de Imprensa

Choque de cometas explica nodo de gás em torno de estrela jovem

O ALMA revela uma enigmática aglomeração de gás no disco de restos que rodeia Beta Pictoris

6 de Março de 2014

Os astrónomos anunciaram hoje a descoberta de um nodo inesperado de monóxido de carbono gasoso no disco de poeira que circunda a estrela Beta Pictoris. A descoberta, feita com observações obtidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) situado no norte do Chile, é surpreendente uma vez que se espera que tal gás seja rapidamente destruído pela radiação estelar. Algo - provavelmente colisões frequentes entre objetos pequenos e gelados, como cometas - faz com que o gás esteja a ser constantemente criado. Os novos resultados são hoje publicados na revista Science.

Beta Pictoris, uma estrela próxima facilmente observável a olho nu no céu austral, é já tida como sendo o arquétipo dos sistemas planetários jovens. Sabe-se que alberga um planeta que orbita a estrela a uma distância de 1,2 mil milhões de quilómetros e foi uma das primeiras estrelas que se descobriu rodeada por um enorme disco de poeira [1].

As novas observações do ALMA mostram que o disco está permeado de gás de monóxido de carbono. Paradoxalmente, a presença deste gás, tão prejudicial aos humanos na Terra, poderá indicar que o sistema planetário Beta Pictoris se tornará eventualmente passível de albergar vida. O bombardeamento de cometas que os seus planetas sofrem atualmente está muito provavelmente a fornecer-lhes água indispensável à vida [2].

No entanto, o monóxido de carbono é rápida e fácilmente destruído pela radiação estelar - dura apenas cerca de 100 anos no local onde se encontra no disco de Beta Pictoris. Observá-lo num disco com 20 milhões de anos de idade é realmente uma surpresa. A pergunta é então: donde é que este gás vem e porque é que ainda lá se encontra?

“A não ser que estejamos a observar Beta Pictoris numa altura muito particular, o monóxido de carbono deve estar a ser continuamente criado,” diz Bill Dent, um astrónomo do ESO a trabalhar no Gabinete do ALMA em Santiago, Chile, e autor principal do artigo científico que é hoje publicado na revista Science. “A fonte mais abundante de monóxido de carbono num sistema estelar jovem é a colisão de objetos gelados, desde cometas a objetos maiores do tamanho de planetas.”

Mas a taxa de destruição tem que ser muito elevada: “Para que haja a quantidade de monóxido de carbono que estamos a observar, a taxa de colisões tem de ser verdadeiramente espantosa - uma colisão de um cometa grande a cada cinco minutos,” diz Aki Roberge, astrónomo no Goddard Research Center da NASA, em Greenbelt, EUA e co-autor do artigo. “E para termos este número de colisões, terá que haver uma enorme concentração de cometas.”

O ALMA mostrou ainda outra surpresa, já que as observações revelaram não apenas o monóxido de carbono mas permitiram também mapear da sua localização no disco, devido à capacidade única do ALMA em medir simultaneamente posições e velocidades: o gás concentra-se num único nodo compacto. Esta concentração situa-se a 13 mil milhões de quilómetros de distância da estrela, o que corresponde a cerca de três vezes a distância de Neptuno ao Sol. A razão por que o gás se concentra neste pequeno nodo tão longe da estrela permanece um mistério.

“Este nodo de gás é uma importante pista sobre o que se passa nas regiões mais externas deste sistema planetário jovem,” diz Mark Wyatt, astrónomo da Universidade de Cambridge, RU, e co-autor do artigo. Mark explica que existem dois processos pelos quais este nodo se pode ter formado: “Ou a atração gravitacional de um planeta ainda não detectado, com massa semelhante à de Saturno, concentra as colisões cometárias nesta pequena região, ou o que estamos a ver são os resquícios de uma colisão catastrófica entre dois planetas gelados com massas semelhantes à de Marte.”

Ambas estas hipóteses dão aos astrónomos razões para esperar descobrir vários outros planetas em torno de Beta Pictoris. “Este monóxido de carbono é apenas o início - podem haver outras moléculas pré-orgânicas mais complexas libertadas por estes corpos gelados,” acrescenta Roberge.

Estão previstas mais observações com o ALMA, que ainda não alcançou as suas capacidades totais, para se continuar a estudar este intrigante sistema planetário e consequentemente ajudar-nos a compreender quais as condições que existiam durante a formação do nosso Sistema Solar.

Notas

[1] Há muitas estrelas que se encontram envolvidas por nuvens de poeira em movimento, os chamados discos de poeira. Trata-se dos restos de uma colisão em cascata de rochas em torno da estrela, um pouco como a destruição colisional da estação espacial que aparece no filme Gravity (mas a uma escala muito maior). As notas de imprensa eso1024 e eso0842 tratam de observações anteriores de Beta Pictoris.

[2] Os cometas contêm gelos de monóxido de carbono, dióxido de carbono, amónia e metano, no entanto a sua componente maioritária é uma mistura de poeira e gelo de água.

Informações adicionais

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, é uma parceria entre a Europa, a América do Norte e o Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado na Europa pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), na América do Norte pela Fundação Nacional para a Ciência dos Estados Unidos (NSF) em cooperação com o Conselho Nacional de Investigação do Canadá (NRC) e no Leste Asiático pelos Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão em cooperação com a Academia Sínica (AS) da Ilha Formosa. A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol da Europa, pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia (NRAO), que é gerido, pela Associação de Universidades (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório ALMA (JAO) fornece uma liderança e direção unificadas na construção, gestão e operação do ALMA.

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk”, publicado na revista Science a 6 de março de 2014.

A equipa é composta por W.R.F. Dent (Joint ALMA Office, Santiago, Chile [JAO]), M.C. Wyatt (Institute of Astronomy, Cambridge, RU [IoA]), A. Roberge (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbank, EUA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, França [IPAG]), S. Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), S. Corder (JAO), J.S. Greaves (University of St. Andrews, RU), I. de Gregorio-Monsalvo (JAO), A. Hales (JAO), A.P.Jackson (IoA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Middletown, EUA), A.-M. Lagrange (IPAG), B. Matthews (National Research Council of Canada, Victoria, Canadá) e D. Wilner (Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e do infravermelho próximo. O E-ELT será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1408, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.