Cientistas lançam novo olhar sobre o exoplaneta AB Aurigae b
AB Aurigae b é um jovem protoplaneta gigante ainda em formação que emite hidrogênio e desafia os modelos tradicionais de formação planetária.
Neste artigo:
Introdução
AB Aurigae b é um exoplaneta jovem que ainda está se formando dentro de um disco de gás e poeira ao redor de sua estrela. O espectrógrafo MUSE, instalado no VLT, permitiu que os cientistas o estudassem com novos detalhes.
Desde a primeira descoberta de planetas fora do Sistema Solar, em 1995, mais de 6.000 exoplanetas foram identificados. Muitos desses planetas têm propriedades significativamente diferentes das dos oito planetas do nosso Sistema Solar. Como exoplanetas tão diversos se formam e evoluem, e quais deles poderiam se tornar planetas semelhantes à Terra, capazes de abrigar vida?
Para responder a essas perguntas, é necessário observar planetas jovens no momento de sua formação em seus locais de nascimento. No entanto, devido à complexidade desses estudos, observações diretas de planetas com apenas alguns milhões de anos têm sido extremamente limitadas. Pequenos planetas rochosos como a Terra, que podem abrigar vida, e planetas gasosos gigantes como Júpiter nascem em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Seu local de nascimento é uma estrutura fina, em forma de disco, de gás e poeira, conhecida como disco protoplanetário. Discos protoplanetários são observados não apenas em torno de estrelas semelhantes ao Sol, mas também em torno de estrelas jovens mais massivas ou mais leves.
Desde a década de 2010, suas estruturas detalhadas têm sido detectadas por telescópios de 8 metros, como o Telescópio Subaru (em luz visível e infravermelha) e o Observatório ALMA (em ondas de rádio). Embora muitos planetas tenham sido descobertos indiretamente com base em estruturas sutis nesses discos — como lacunas ou braços espirais —, a captura direta de planetas recém-formados (protoplanetas) em discos só foi alcançada em alguns casos, incluindo PDS 70 b e c e AB Aurigae b (AB Aur b). Acredita-se que isso se deva ao fato de que a maioria dos protoplanetas está inserida no disco e se torna mais visível apenas quando lacunas são cortadas no disco ou quando são observados diretamente de cima.
Protoplanetas também são considerados aqueles que coletam ativamente material do disco circundante durante seu crescimento. No entanto, observações espectroscópicas detalhadas desse acúmulo de massa do disco incorporado foram limitadas ao sistema PDS 70.
Em um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Centro de Astrobiologia (Japão) e pela Universidade do Texas em San Antonio (EUA) conseguiu detectar linhas de emissão de hidrogênio de AB Aurigae b usando um objeto múltiplo. Essas linhas de radiação são consideradas evidências de acreção de massa do disco de acreção ao redor do planeta para o protoplaneta.
A emissão de hidrogênio é comumente observada ao redor de estrelas jovens e seus discos protoplanetários. Nesse caso, a radiação emana do material acumulado em um pequeno disco ao redor do protoplaneta ainda incrustado.
A emissão de Hα detectada na posição de AB Aurigae b tem um perfil inverso de P Cygni, semelhante ao observado em estrelas jovens em acreção massiva. Até o momento, o perfil de P Cygni é o único protoplaneta com esse tipo de emissão. Sua idade jovem (~2 milhões de anos) e a grande quantidade de material ao seu redor confirmam que AB Aurigae b ainda é um protoplaneta em formação.
Anteriormente, apenas PDS 70 b e c mostravam emissão de hidrogênio, mas esses planetas estão localizados em lacunas no disco; AB Aurigae b ainda está embutido no disco, tornando esta a primeira observação desse tipo com sinais de queda.
AB Aurigae b tem uma massa aproximadamente quatro vezes maior que a de Júpiter e orbita a uma distância de 93 unidades astronômicas de sua estrela. Não existe um planeta gigante tão distante no Sistema Solar. Os modelos padrão de formação planetária não conseguem explicar completamente sua formação tão distante da estrela antes da migração. Esta descoberta corrobora o cenário de que planetas massivos podem se formar devido à instabilidade gravitacional no disco, fornecendo informações sobre um tipo de planeta gigante que não foi observado em nosso Sistema Solar.
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