Disco de gás e poeira de quase 1.000 UA, visto de lado como um hambúrguer, mostra fase muito inicial de um planeta gigante

Observações do radiotelescópio ALMA no sistema GoHam trazem um raio-X vertical raro de um disco que pode estar formando um planeta massivo.

Um disco de gás e poeira visto quase exatamente de lado, com camadas empilhadas como as de um sanduíche, deu a astrônomos uma chance rara de espiar a estrutura vertical de um berço de planetas. O sistema se chama Gomez’s Hamburger, ou GoHam, e foi observado com o radiotelescópio ALMA, no Chile. O resultado, publicado no The Astrophysical Journal, sugere que um grumo denso na parte externa do disco pode ser uma das fases mais iniciais da formação de um planeta gigante.

A pesquisa foi apresentada antes em entrevista coletiva durante a 247ª reunião da American Astronomical Society. O estudo é liderado por Charles Law, professor assistente da Universidade de Minnesota, e foi divulgado pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dos Estados Unidos.

Por que ver o disco de lado faz diferença

Na maioria dos discos protoplanetários, o ângulo de observação esconde a altura das camadas. Em GoHam, a orientação é quase de perfil, e isso permite enxergar como o material se distribui para cima e para baixo do plano central, algo bem mais difícil em outros sistemas.

“GoHam gives us a rare and clear view of the vertical and radial structure of a very large, nearly edge‑on disk”, afirma Law. Segundo ele, isso faz do sistema “a benchmark system for testing detailed models of how planets form and evolve in disks”.

Como as camadas foram mapeadas

O ALMA observa em comprimentos de onda milimétricos. Com ele, a equipe localizou grãos de poeira do tamanho de milímetros e diferentes moléculas de gás: duas formas de monóxido de carbono (12CO e 13CO) e as moléculas com enxofre CS e SO.

A distribuição seguiu o que a teoria prevê. O 12CO, o gás mais leve, aparece mais alto acima do plano central. O 13CO fica um pouco abaixo, e o CS se concentra mais perto do plano. A poeira milimétrica, por sua vez, é relativamente fina e fica junto ao plano central, enquanto o gás se estende muito acima e abaixo, o que mostra o quanto a parte gasosa é “inchada” em comparação com os sólidos maiores.

Um hambúrguer fora do padrão

O disco não é simétrico. A poeira milimétrica é desigual entre norte e sul: um lado tem emissão mais extensa e brilhante. Segundo o estudo, isso se deve a um vórtice ou perturbação de grande escala que poderia reter sólidos e, assim, fornecer mais matéria-prima para a formação de planetas.

No norte do disco e a grandes distâncias, a equipe detectou emissão fraca e difusa de monóxido de carbono. Ela é potencialmente compatível com um vento fotoevaporativo, em que a luz da estrela sopra lentamente o gás do disco para o espaço.

O arco de enxofre e o candidato a planeta

Os pesquisadores também identificaram um arco incomum de emissão de monóxido de enxofre (SO), logo além da poeira brilhante e em apenas um lado do disco. Apesar da forma assimétrica, o movimento desse gás acompanha a rotação do disco.

O arco coincide com um grumo denso já identificado antes, chamado GoHam b. Ele é interpretado como material colapsando sob a própria gravidade e pode representar uma das primeiras etapas observáveis de um planeta massivo de órbita larga, formando-se na região externa do disco. Trata-se de uma interpretação: o estudo não afirma que o planeta já esteja formado.

Números que explicam o tamanho

Segundo o NRAO, o gás 12CO de GoHam se estende por quase 1.000 unidades astronômicas de raio e atinge alturas verticais de várias centenas de unidades astronômicas. Uma unidade astronômica equivale à distância média entre a Terra e o Sol. Isso coloca o sistema entre os maiores discos formadores de planetas conhecidos.

A massa total de poeira estimada é muitas vezes maior que a de discos típicos em torno de estrelas semelhantes. Para os autores, isso dá ao sistema grande potencial de construir planetas gigantes e, possivelmente, um futuro sistema com vários planetas.

O que isso significa para quem acompanha a astronomia na Amazônia

O ALMA fica no deserto do Atacama, na vizinha América do Sul, e é operado em parceria entre o Observatório Europeu do Sul, a National Science Foundation dos Estados Unidos e o Japão, em cooperação com o Chile. Os dados mostram como instalações no continente têm papel central em descobertas sobre a origem de planetas, tema que também alimenta o interesse de estudantes e pesquisadores brasileiros por astronomia.

Os próximos passos dependem de novas observações e da comparação com modelos detalhados de formação planetária, que GoHam, por sua estrutura bem exposta, deve ajudar a testar. A equipe descreve o sistema como um laboratório para entender como planetas gigantes se formam longe de sua estrela e como a presença deles remodela o gás e a poeira ao redor.

O artigo científico está disponível na página do estudo no Astrophysical Journal.

Com informações de National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

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