Astrônomos captam linha de neve ao redor de estrela

Com informações do ESO - 18/07/2016

Esta concepção artística mostra a linha de neve de água em torno da estrela V883 Orionis, detectada pela primeira vez pelo radiotelescópio ALMA.
[Imagem: A.Angelich/(NRAO/AUI/NSF)/ALMA]

Neve espacial

O radiotelescópio ALMA, no Chile, obteve a primeira observação clara de uma linha de neve de água no interior de um disco protoplanetário.

Essa linha marca o lugar onde a temperatura no disco que rodeia uma estrela jovem diminui o suficiente para que se possa formar neve.

O aumento drástico no brilho da jovem estrela V883 Orionis aqueceu a região interior do disco, empurrando a linha de neve de água para uma distância muito maior do que o que é normal numa protoestrela, permitindo assim que a neve cósmica fosse observada pela primeira vez.

Discos protoplanetários

As estrelas jovens encontram-se muitas vezes rodeadas por densos discos de gás e poeira em rotação, os chamados discos protoplanetários, a partir dos quais os planetas se formam.

O calor de uma estrela jovem do tipo solar faz com que a água nesse disco se mantenha no estado gasoso até uma distância de cerca de 3 unidades astronômicas (ua) da estrela - menos de 3 vezes a distância média entre a Terra e o Sol - ou cerca de 450 milhões de km.

No caso do nosso Sistema Solar, considera-se que esta linha situava-se entre as órbitas de Marte e Júpiter durante a formação do Sistema Solar e por isso os planetas rochosos - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - formaram-se no interior desta linha, enquanto os planetas gasosos - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - se formaram além dela.

Linha de neve de água

Mais distante da estrela, devido à pressão extremamente baixa, as moléculas de água passam diretamente do estado gasoso para uma camada de gelo que recobre grãos de poeira e outras partículas. A região no disco protoplanetário onde a água passa da fase gasosa para a fase sólida é chamada linha de neve de água.

As linhas de neve para outras moléculas, tais como o monóxido de carbono e o metano, foram já observadas anteriormente com o ALMA, a distâncias maiores que 30 ua da protoestrela em outros discos protoplanetários. A água congela a uma temperatura relativamente alta, o que significa que a linha de neve de água normalmente se encontra perto demais da protoestrela para poder ser observada diretamente.

No entanto, a estrela V883 Orionis é diferente. Um aumento drástico no seu brilho empurrou a linha de neve para uma distância de cerca de 40 ua (cerca de 6 bilhões de km ou aproximadamente o tamanho da órbita do planeta anão Plutão no nosso Sistema Solar). Este enorme aumento, combinado com a resolução do ALMA, permitiu a observação.

Esta ilustração mostra como a explosão na estrela jovem empurrou a linha de neve de água para muito mais longe da estrela, o que tornou possível a sua detecção.
[Imagem: L. Cieza/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)]

Neve no espaço

A ideia de neve no espaço soa estranha, mas esse gelo recobrindo partículas de poeira é fundamental para dar suporte às atuais teorias de formação planetária. A presença de água regula a eficiência da coalescência dos grãos de poeira, que seria a etapa primordial da formação planetária.

É no interior da linha de neve, onde a água evapora, que se acredita que nasçam os planetas rochosos menores, como a Terra. Além da linha de neve, a presença de gelo de água permite a rápida formação de "bolas de neve" cósmicas, que eventualmente irão formar planetas gasosos massivos como Júpiter.

A descoberta de que explosões na estrela podem lançar a linha de neve de água para cerca de 10 vezes o seu raio típico é bastante significativa para o desenvolvimento de bons modelos de formação planetária. Os astrônomos acreditam que estas explosões sejam uma etapa da evolução da maioria dos sistemas planetários, por isso esta pode ser a primeira observação de um fenômeno que é bastante comum. Neste caso, esta observação do ALMA poderá contribuir de modo significativo para uma melhor compreensão de como os planetas se formam e evoluem.

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