Água já está presente em discos de formação de estrelas e planetas

Com informações do ESO - 09/03/2023

Na parte mais externa do disco a água está congelada, não podendo ser facilmente detectada. Mas a energia desta estrela aquece o disco interno a ponto de gerar vapor de água, permitindo sua detecção. O detalhe mostra os dois tipos de moléculas de água estudadas.
[Imagem: ESO/L. Calçada]

Água em meio ao pó

Com o auxílio do radiotelescópio móvel ALMA, astrônomos detectaram vapor de água no disco de formação planetária situado em torno da estrela V883 Orionis.

Esta água apresenta uma assinatura química que pode explicar seu percurso, desde as nuvens de gás onde se formam as estrelas até os planetas, e dá sustentação à ideia de que a água existente na Terra pode ser ainda mais antiga do que o nosso Sol.

"Podemos agora traçar as origens da água no nosso Sistema Solar para antes da formação do Sol," reafirmou John Tobin, do Observatório Nacional de Radioastronomia, nos EUA.

Os resultados foram obtidos estudando a composição da água em V883 Orionis, um disco de formação planetária situado a cerca de 1.300 anos-luz de distância da Terra. Quando uma nuvem de gás e poeira colapsa para formar uma estrela no seu centro, forma-se igualmente um disco de material da nuvem em torno da estrela. Ao longo de vários milhões de anos, a matéria deste disco aglomera-se para formar cometas, asteroides e, eventualmente, planetas.

Tobin e a sua equipe usaram o ALMA para medir as assinaturas químicas da água e o seu percurso desde a nuvem de formação estelar até os planetas, e suas medições dão sustentação à hipótese de que a água também se forma antes dos próprios planetas.

• Água da Terra estava por aqui antes do nascimento do planeta

Se a água surge antes ou depois que os planetas se formam é uma questão objeto de intenso debate entre os cientistas.
[Imagem: ESO/L. Calçada]

Caminho da água

A água é normalmente constituída por um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, mas os astrônomos estudaram uma versão ligeiramente mais pesada da água, quando um dos átomos de hidrogênio é substituído por um de deutério, que é um isótopo pesado do hidrogênio.

Como a água comum e essa água mais pesada formam-se sob condições diferentes, a proporção entre as duas pode ser usada para traçar quando e onde a água se formou. Por exemplo, essa proporção em alguns cometas do Sistema Solar mostrou-se semelhante ao da água na Terra, sugerindo que os cometas poderiam ter trazido água para o nosso planeta, embora essa hipótese não tenha sido confirmada pela sonda espacial Rosetta - de fato, a origem da água da Terra é um dos maiores enigmas da ciência moderna.

"A composição da água no disco é muito semelhante à dos cometas no nosso Sistema Solar, o que confirma a ideia de que a água nos sistemas planetários se formou há milhares de milhões de anos atrás, antes do Sol, no espaço interestelar e foi herdada tanto pelos cometas como pela Terra, relativamente inalterada," disse Tobin.

• Terra pode ter criado água suficiente para encher oceanos três vezes

O telescópio espacial Spherex será especializado na procura da água pelo Universo.
[Imagem: JPL/Nasa]

Como ver a água no espaço

Contudo, observar a água revelou-se bastante complicado. "A maioria da água existente nos discos de formação planetária encontra-se sob a forma de gelo e, consequentemente, normalmente escondida dos nossos olhos," contou Margot Leemker, do Observatório de Leiden, nos Países Baixos.

O vapor de água pode ser detectado graças à radiação emitida pelas moléculas ao rodar e vibrar, mas isso é mais complicado quando a água se encontra congelada porque o movimento das moléculas é mais restrito. A água sob a forma de gás pode ser encontrada em direção ao centro dos discos, perto da estrela, onde a temperatura é mais elevada. No entanto, estas regiões mais internas encontram-se escondidas no disco propriamente dito, sendo também muito pequenas para poderem ser observadas com os telescópios atuais.

Felizmente, o disco da V883 Orionis é anormalmente quente em relação aos outros conhecidos. Uma enorme quantidade de energia emitida pela estrela aquece o disco "até uma temperatura em que a água já não se encontra sob a forma de gelo mas sim gás, o que nos permite detectá-la," explica Tobin.

Graças à sensibilidade e capacidade para observar pequenos detalhes, o radiotelescópio ALMA permitiu não só detectar a água, mas também determinar a sua composição, além de permitir mapear sua distribuição no disco. A partir destas observações, a equipe concluiu que este disco contém pelo menos 1.200 vezes a quantidade de água que existe em todos os oceanos da Terra.

Mais tópicos