Grupos de estrelas podem desfazer discos de formação planetária e “criar” planetas exóticos

O nosso Sistema Solar é notavelmente plano, com os planetas a orbitarem todos no mesmo plano. No entanto, este não é sempre o caso, especialmente em discos de formação planetária situados em torno de estrelas múltiplas.

É o caso de GW Orionis, o objeto de um novo estudo feito a partir de observações levadas a cabo com o Very Large Telescope (VLT) do ESO e com o Atacama large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), publicado na revista Science.

Este sistema, situado a cerca de 1.300 anos-luz de distância da Terra na constelação de Orion, tem três estrelas e um disco partido deformado que as circunda, explica-se numa nota disponibilizada pelo ESO. O anel desalinhado situa-se na parte interna do disco, próximo das três estrelas.

Os resultados do trabalho indicam igualmente que o anel interior contém 30 massas terrestres de poeira, o que pode ser suficiente para formar planetas.

[photo-gallery id=”214435″ thumbnails=”214436,214437,214438,214439″ layout=”linear”/]A equipa de cientistas, liderada por Stefan Kraus, professor de astrofísica na Universidade de Exeter no Reino Unido sugere que qualquer planeta que se forme no seio do anel desalinhado irá orbitar as estrelas em órbitas muito oblíquas.

“As nossas imagens revelam um caso extremo onde o disco não é de modo nenhum plano, mas sim distorcido e com um anel desalinhado que se separou do disco,” refere Stefan Kraus

O facto de mais de metade das estrelas no céu nascer com uma ou mais companheiras, gera expectativas interessantes: a possível existência de uma população desconhecida de exoplanetas que orbitam as suas estrelas em órbitas muito inclinadas e distantes.

Para chegar a estas conclusões, a equipa observou GW Orionis durante 11 anos. A campanha começou em 2008 com o instrumento AMBER e posteriormente o GRAVITY, ambos montados no Interferómetro do VLT do ESO, o qual combina a radiação reunida por diferentes telescópios do VLT.

Estes instrumentos foram utilizados para estudar a dança gravitacional das três estrelas do sistema e mapear as suas órbitas. A investigação levou à descoberta de que as três estrelas não orbitam no mesmo plano, mas têm as suas órbitas desalinhadas relativamente umas às outras e relativamente ao disco.

O ESO avança ainda que os cientistas observaram também este sistema com o instrumento SPHERE, montado no VLT, e com o ALMA, tendo conseguido obter imagens do anel interior, o que confirmou o seu desalinhamento. O SPHERE do ESO também lhes permitiu ver pela primeira vez a sombra que este anel lança no resto do disco, o que ajudou a determinar a forma tridimensional do anel e do disco em geral.

A equipa internacional, que inclui investigadores do Reino Unido, Bélgica, Chile, França e Estados Unidos, combinou seguidamente as suas observações exaustivas com simulações de computador para compreender o que tinha acontecido ao sistema. Pela primeira vez, foi possível fazer a ligação de forma inequívoca entre os desalinhamentos observados e o “efeito teórico de disco desfeito”, o que sugere que a atração gravitacional conflituosa das estrelas nos diferentes planos pode efetivamente distorcer e partir os discos.

“Prevemos descobrir muitos planetas em órbitas oblíquas bastante separadas em futuras campanhas de obtenção de imagens de planetas, por exemplo com o ELT,” diz Alexander Kreplin, membro da equipa da Universidade de Exeter

As simulações mostraram que o desalinhamento das órbitas das três estrelas pode fazer com que o disco que as rodeia se parta em anéis distintos, o que é exatamente o que vemos nestas observações. A forma observada do anel interior corresponde também às previsões de simulações numéricas de como o disco se parte nestas condições.

Curiosamente, outra equipa, que estudou o mesmo sistema com o auxílio do ALMA, pensa que é necessário outro ingrediente para explicar este sistema. ”Pensamos que é necessária a presença de um planeta entre estes anéis para explicar porque é que o disco se partiu,” diz Jiaqing Bi da Universidade Victoria no Canadá, que liderou um estudo sobre GW Orionis publicado em Maio deste ano na revista da especialidade The Astrophysical Journal. Esta equipa identificou três anéis de poeira nas observações ALMA, com o anel mais exterior a ser o maior alguma vez observado em discos de formação planetária.