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Esta é a impressão de um artista de uma jovem estrela cercada por um disco de gás e poeira. Uma equipe internacional de astrônomos usou o Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, para estudar o disco em torno de uma estrela jovem e de baixíssima massa conhecida como ISO-ChaI 147. Os resultados revelam a química de hidrocarbonetos mais rica vista até hoje em um disco protoplanetário. Crédito: NASA/JPL-Caltech Usando o Telescópio Espacial James Webb, os cientistas descobriram uma rica variedade de moléculas de carbono em um disco protoplanetário ao redor de uma estrela de baixa massa, sugerindo um tipo único de ambiente de formação de planetas que poderia levar à criação de planetas pobres em carbono.
Uma equipe internacional de astrônomos estudou o disco de gás e poeira ao redor de uma estrela jovem de massa muito baixa usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da Nasa. Os resultados revelam o maior número de moléculas contendo carbono observado em tal disco até o momento. Essas descobertas têm implicações para a composição potencial de quaisquer planetas que possam se formar ao redor dessa estrela.
Implicações para a Formação do Planeta
Planetas rochosos são mais propensos do que gigantes gasosos a se formarem em torno de estrelas de baixa massa, tornando-os os planetas mais comuns em torno das estrelas mais comuns em nossa galáxia. Pouco se sabe sobre a química de tais mundos, que podem ser semelhantes ou muito diferentes da Terra. Ao estudar os discos a partir dos quais esses planetas se formam, os astrônomos esperam entender melhor o processo de formação de planetas e as composições dos planetas resultantes.
Discos formadores de planetas em torno de estrelas de massa muito baixa são difíceis de estudar porque são menores e mais fracos do que discos ao redor de estrelas de alta massa. Um programa chamado MIRI (Mid-Infrared Instrument) Mid-INfrared Disk Survey (MINDS) visa usar as capacidades únicas do Webb para construir uma ponte entre o inventário químico de discos e as propriedades de exoplanetas.
"O Webb tem melhor sensibilidade e resolução espectral do que os telescópios espaciais infravermelhos anteriores", explicou o autor principal Aditya Arabhavi, da Universidade de Groningen, na Holanda. "Essas observações não são possíveis a partir da Terra, porque as emissões do disco são bloqueadas pela nossa atmosfera."

O espectro da estrela ISO-ChaI 147 revelado pelo MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Telescópio Espacial James Webb da NASA mostra a química de hidrocarbonetos mais rica vista até hoje em um disco protoplanetário, composto por 13 moléculas portadoras de carbono. Isso inclui a primeira detecção extrassolar de etano (C2H6). A equipe também detectou com sucesso etileno (C2H4), propino (C3H4) e o radical metila CH3, pela primeira vez em um disco protoplanetário. Crédito: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)
Descobertas Inovadoras em Química Exoplanetária
Em um novo estudo, essa equipe explorou a região em torno de uma estrela de massa muito baixa conhecida como ISO-ChaI 147, uma estrela de 1 a 2 milhões de anos que pesa apenas 0,11 vezes mais que o Sol. O espectro revelado pelo MIRI do Webb mostra a química de hidrocarbonetos mais rica vista até hoje em um disco protoplanetário – um total de 13 moléculas diferentes portadoras de carbono. As descobertas da equipe incluem a primeira detecção de etano (C2H6) fora do nosso sistema solar, bem como etileno (C2H4), propina (C3H4) e o radical metila CH3.
"Essas moléculas já foram detectadas em nosso sistema solar, como em cometas como 67P/Churyumov-Gerasimenko e C/2014 Q2 (Lovejoy)", acrescentou Arabhavi. "O Webb nos permitiu entender que essas moléculas de hidrocarbonetos não são apenas diversas, mas também abundantes. É incrível que agora possamos ver a dança dessas moléculas nos berços planetários. É um ambiente de formação de planetas muito diferente do que costumamos imaginar."
A equipe indica que esses resultados têm grandes implicações para a química do disco interno e dos planetas que podem se formar lá. Como Webb revelou que o gás no disco é tão rico em carbono, provavelmente resta pouco carbono nos materiais sólidos dos quais os planetas se formariam. Como resultado, os planetas que podem se formar lá podem acabar sendo pobres em carbono. (A própria Terra é considerada pobre em carbono.)
"Isso é profundamente diferente da composição que vemos em discos ao redor de estrelas do tipo solar, onde moléculas portadoras de oxigênio, como água e dióxido de carbono, dominam", acrescentou a membro da equipe Inga Kamp, também da Universidade de Groningen. "Este objeto estabelece que estes são uma classe única de objetos."
"É incrível que possamos detectar e quantificar a quantidade de moléculas que conhecemos bem na Terra, como o benzeno, em um objeto que está a mais de 600 anos-luz de distância", acrescentou a membro da equipe Agnés Perrin, do Centre National de la Recherche Scientifique, na França.
Direções de Pesquisa Futura
Em seguida, a equipe científica pretende expandir seu estudo para uma amostra maior desses discos ao redor de estrelas de massa muito baixa para desenvolver sua compreensão de quão comuns ou exóticas são essas regiões de formação de planetas terrestres ricas em carbono. "A expansão de nosso estudo também nos permitirá entender melhor como essas moléculas podem se formar", explicou o membro da equipe e investigador principal do programa MINDS, Thomas Henning, do Instituto Max-Planck de Astronomia, na Alemanha. "Várias características nos dados do Webb também ainda não foram identificadas, então mais espectroscopia é necessária para interpretar completamente nossas observações."
Este trabalho também destaca a necessidade crucial de os cientistas colaborarem entre as disciplinas. A equipe observa que esses resultados e os dados que os acompanham podem contribuir para outros campos, incluindo física teórica, química e astroquímica, para interpretar os espectros e investigar novas características nessa faixa de comprimento de onda.
Para saber mais sobre essa descoberta, veja Webb desmascara os segredos ricos em carbono dos discos protoplanetários.
Referência: "Hidrocarbonetos abundantes no disco em torno de uma estrela de massa muito baixa" por A. M. Arabhavi, I. Kamp, Th. Henning, E. F. van Dishoeck, V. Christiaens, D. Gasman, A. Perrin, M. Güdel, B. Tabone, J. Kanwar, L. B. F. M. Waters, I. Pascucci, M. Samland, G. Perotti, G. Bettoni, S. L. Grant, P. O. Lagage, T. P. Ray, B. Vandenbussche, O. Absil, I. Argyriou, D. Barrado, A. Boccaletti, J. Bouwman, A. Caratti o Garatti, A. M. Glauser, F. Lahuis, M. Mueller, G. Olofsson, E. Pantin, S. Scheithauer, M. Morales-Calderón, R. Franceschi, H. Jang, N. Pawellek, D. Rodgers-Lee, J. Schreiber, K. Schwarz, M. Temmink, M. Vlasblom, G. Wright, L. Colina e G. Östlin, 6 de junho de 2024, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adi8147
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e investigando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense). fonte>scitechdaily.com