Nota de Imprensa

Rastreio revolucionário revela segredos sobre o nascimento de planetas em torno de dezenas de estrelas

5 de Março de 2024

Numa série de estudos, uma equipa de astrónomos lançou uma nova luz sobre o processo complexo da formação planetária. Estas imagens extraordinárias, captadas pelo Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, representam um dos maiores rastreios de sempre de discos de formação planetária. O trabalho de investigação reúne observações de mais de 80 estrelas jovens que podem ter planetas a formar-se em seu redor, fornecendo aos astrónomos uma enorme quantidade de dados e conhecimentos únicos sobre a forma como os planetas surgem em diferentes regiões da nossa Galáxia.

“Trata-se realmente de uma mudança na nossa área de estudo", diz Christian Ginski, professor na Universidade de Galway, na Irlanda, e autor principal de um dos três novos artigos científicos publicados hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. “Passámos do estudo aprofundado de sistemas estelares individuais para esta enorme visão geral de regiões inteiras de formação de estrelas.”

Até à data, foram descobertos mais de 5000 planetas em órbita de outras estrelas para além do Sol, muitas vezes em sistemas muito diferentes do nosso próprio Sistema Solar. Para compreender onde e como surge esta diversidade, os astrónomos têm de observar os discos ricos em poeira e gás que envolvem as estrelas jovens — os berços da formação planetária. Estes discos encontram-se mais facilmente nas enormes nuvens de gás onde as próprias estrelas se estão a formar.

Tal como os sistemas planetários já desenvolvidos, as novas imagens mostram a extraordinária diversidade dos discos de formação de planetas. "Alguns destes discos apresentam enormes braços em espiral, presumivelmente impulsionados pelo intrincado ballet dos planetas em órbita”, diz Ginski. "Outros mostram anéis e grandes cavidades esculpidas pelos planetas em formação, enquanto outros ainda parecem suaves e quase adormecidos no meio de toda esta azáfama de atividade", acrescenta Antonio Garufi, astrónomo do Observatório Astrofísico de Arcetri, do Instituto Nacional de Astrofísica italiano (INAF), e autor principal de um dos artigos.

A equipa estudou um total de 86 estrelas em três regiões diferentes de formação estelar da nossa Galáxia: Touro e Camaleão I, ambas a cerca de 600 anos-luz de distância da Terra, e Orion, uma nuvem rica em gás a cerca de 1600 anos-luz de nós, que é conhecida por ser o local de nascimento de várias estrelas mais massivas do que o Sol. As observações foram recolhidas por uma enorme equipa internacional, composta por cientistas de mais de 10 países.

A equipa conseguiu retirar várias conclusões importantes do conjunto de dados obtido. Por exemplo, em Orion descobriu-se que as estrelas agrupadas em duas ou mais tinham menos probabilidade de possuir grandes discos de formação planetária. Este é um resultado significativo, dado que, ao contrário do nosso Sol, a maioria das estrelas da nossa Galáxia têm companheiras. Para além disso, o aspeto irregular dos discos nesta região sugere a possibilidade de existirem planetas massivos no seu seio, o que poderá dar origem à deformação e desalinhamento que observamos nestes discos.

Embora os discos de formação planetária se possam estender por distâncias centenas de vezes superiores à distância entre a Terra e o Sol, a sua localização a várias centenas de anos-luz de nós faz com que nos pareçam pequenos pontinhos no céu noturno. Para observar os discos, a equipa utilizou o instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instalado no VLT do ESO. O sistema de ótica adaptativa de última geração do SPHERE corrige os efeitos de turbulência da atmosfera terrestre, dando-nos imagens muito nítidas dos discos. Deste modo, a equipa conseguiu obter imagens de discos em torno de estrelas com massas tão baixas como metade da massa do Sol, que são normalmente demasiado ténues para a maioria dos outros instrumentos atualmente disponíveis. Foram ainda obtidos dados adicionais para este estudo com o instrumento X-shooter do VLT, o que permitiu aos astrónomos determinar a idade e a massa das estrelas. Por sua vez, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é um parceiro, ajudou a equipa a compreender melhor a quantidade de poeira que envolve algumas das estrelas.

À medida que a tecnologia avança, a equipa espera observar ainda mais profundamente o centro dos sistemas de formação planetária. O enorme espelho de 39 metros do futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, por exemplo, permitirá à equipa estudar as regiões mais interiores em torno de estrelas jovens, onde se poderão estar a formar planetas rochosos como o nosso.

Por enquanto, estas imagens revolucionárias fornecem aos investigadores uma enorme quantidade de dados que ajudarão a desvendar os mistérios da formação planetária. "É quase poético que os processos que marcam o início da formação de planetas e, em última análise, da vida, tal como aconteceu no nosso próprio Sistema Solar, sejam tão belos", conclui Per-Gunnar Valegård, um estudante de doutoramento da Universidade de Amesterdão, nos Países Baixos, que liderou o estudo da região de Orion. Valegård, que também é professor a tempo parcial na Escola Internacional de Hilversum, nos Países Baixos, espera que as imagens inspirem os seus alunos a tornarem-se cientistas no futuro.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi apresentado em três artigos científicos publicados na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. Os dados apresentados foram colectados no âmbito do programa de tempo garantido para o consórcio SPHERE, assim como do Programa Grande do ESO DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars).

• “The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

A equipa é composta por: C. Ginski (University of Galway, Irlanda; Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos [Leiden]; Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Países Baixos [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, França [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), C. Dominik (API), Á. Ribas (Observatório Europeu do Sul, Chile [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zurich, Instituto de Física das Partículas e Astrofísica, Suíça), J. Hagelberg (Observatório de Geneva, Universidade de Geneva, Suíça), R. G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Divisão de Artes Liberais, Universidade de Kogakuin, Japão), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Alemanha [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, Reino Unido), K. Kanagawa (Departamento de Ciências Planetárias e da Terra, Instituto de Tecnologia de Tóquio, Japão), S. Kim (Departamento de Astronomia, Universidade de Tsinghua, China), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, França), J. Milli (Grenoble), M. Momose (Colégio de Ciências, Universidade de Ibaraki, Japão [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Departamento de Astrofísica, Universidade de Viena, Áustria), T. O. B. Schmidt (Hamburger Sternwarte, Alemanha), F. Snik (Leiden) e Z. Wahhaj (ESO Chile).

• “The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

A equipa é composta por: A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália [INAF Arcetri]), C. Ginski (University of Galway, Irlanda), R. G. van Holstein (Observatório Europeu do Sul, Chile [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, França; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, França [Grenoble]), C. F. Manara (Observatório Europeu do Sul, Alemanha), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Reino Unido), A. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Reino Unido), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, EUA), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Países Baixos [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Itália), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, EUA), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, EUA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Université de Genève, Suíça), Th. Henning (Instituto Max Planck de Astronomia, Alemanha [MPIA]), M. R. Hogerheijde (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos; API), M. Janson (Departamento de Astronomia, Universidade de Estocolmo, Suécia), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Itália), M. R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, EUA), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Austrália; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Departamento de Física, Suíça [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Itália [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H. M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova) e T. Moulin (Grenoble).

• “Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

A equipa é composta por: P.-G. Valegård (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Países Baixos [API]), C. Ginski (University of Galway, Irlanda), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Reino Unido), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, EUA), M. Benisty (Universidade de Grenoble Alps, CNRS, IPAG, França), T. Birnstiel (Observatório da Universidade, Faculdade de Física, Ludwig-Maximilians-Universität München, Alemanha [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Alemanha), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Itália), G. Columba (Departamento de Física e Astronomia "Galileo Galilei" - Universidade de Pádua, Itália; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Itália), M. Hogerheijde (API; Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos [Leiden]), R. G. van Holstein (Observatório Europeu do Sul, Chile), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, EUA), M. Kenworthy (Leiden), C. F. Manara (Observatório Europeu do Sul, Alemanha), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Reino Unido), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Alemanha), R. Sulaiman (Departamento de Física, Universidade Americana de Beirute, Líbano) e A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia da Taiwan e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte; e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

Links

• Artigo científico sobre a região de Camaleão I
• Fotografias do VLT
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2405, 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.