junho 26, 2022

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Estávamos assistindo a uma estrela fracassada se transformar em um planeta gigante

Estávamos assistindo a uma estrela fracassada se transformar em um planeta gigante
Ampliação / Imagem do sistema AB Aurigae, com detalhes do objeto mostrados à direita.

Em alguns níveis, a formação de estrelas e planetas é simples: eles se formam onde há mais coisas. Portanto, embora a matéria-prima de uma estrela possa ser uma nuvem difusa de gás, a distribuição desse gás não é completamente igual. Com o tempo, a atração gravitacional de regiões com um pouco mais de material atrairá mais material, resultando em material suficiente para formar uma estrela. ou dois – em muitos casos, mais de uma concentração da substância se formará; Em outros casos, um foco será dividido em dois. Os planetas também se formam onde a matéria está, pois são formados pelo disco de matéria que alimenta a estrela em formação.

Embora isso possa ser verdade em geral, há dois problemas com isso. Primeiro, não há uma linha divisória clara entre estrelas pequenas como anãs marrons e planetas massivos que colocamos em uma categoria chamada super-Júpiter. E o punhado de planetas que conseguimos visualizar diretamente parecem estar orbitando longe de sua estrela hospedeira, onde não deve haver muito material para desencadear sua formação.

Os astrônomos anunciaram esta semana que fotografaram o superplaneta Júpiter em formação, longe da estrela que parece estar orbitando. Isso sugere que o planeta provavelmente se formou através de um processo que normalmente produz estrelas, e não através do processo que produz gigantes gasosos como Júpiter.

Estávamos te observando

A estrela em questão chama-se AB Aurigae, e é uma estrela muito jovem localizada a 500 anos-luz do Sol. Ele está embutido em uma nuvem de gás, alguns dos quais ainda podem cair na estrela. Atrás deles há uma nuvem de poeira. Esta nuvem é considerada uma boa candidata para a formação de planetas por várias razões. Primeiro, a poeira foi removida da região mais próxima da estrela. Em segundo lugar, o gás no disco interno foi moldado em braços espirais pelos efeitos da gravidade.

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Uma equipe de pesquisadores usou o tempo do telescópio para procurar planetas em AB Aurigae. E os pesquisadores aparentemente encontraram um, agora chamado AB Aurigae b, em cerca de 100 unidades astronômicas de AB Aurigae (cada unidade astronômica é a distância típica entre a Terra e o Sol). Isso é mais do que o dobro da distância entre o Sol e Plutão. Esta posição coloca AB Aurigae b dentro do anel de poeira e em uma posição onde deveria ser capaz de criar o tipo de braços espirais visíveis no gás entre a poeira e a estrela. Também deve estar fora da região onde a densidade da matéria é alta o suficiente para abrigar a formação natural do planeta.

Uma olhada nos arquivos de imagens indica que temos indícios de que o planeta já existe há algum tempo. As imagens indicam claramente que AB Aurigae b está em órbita.

Os pesquisadores usaram modelagem para determinar o tamanho do planeta que poderia produzir a luz que vimos vindo do AB Aurigae b. Os modelos sugerem que, embora o planeta ainda possa crescer, já tem quatro vezes a massa de Júpiter. Um método de modelagem alternativo sugere que a massa de Júpiter é provavelmente nove vezes maior. De qualquer forma, o planeta definitivamente se encaixa na categoria super-Júpiter.

A imagem também mostra alguns objetos fracos semelhantes a AB Aurigae b, mas mais distantes (430 e 580 AUs). Estes podem ser planetas adicionais, mas precisamos de observações adicionais para confirmar isso.

o que esta acontecendo aqui?

Então o que está acontecendo aqui? Mais perto da estrela hospedeira, acredita-se que os gigantes gasosos se formem pela acreção de grandes núcleos rochosos que então começam a puxar gás. Isso aumenta a massa crescente do planeta e promove seu crescimento ainda maior. Este crescimento descontrolado é interrompido porque o gás que o alimenta é eventualmente expulso pela radiação da jovem estrela.

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No entanto, é improvável que esse processo tenha sucesso nas distâncias que vemos aqui. Embora mais gás deva permanecer por mais tempo, não há substância com densidade alta o suficiente para construir um núcleo grande. O crescimento desenfreado nunca começará.

A alternativa é um processo semelhante ao que cria um sistema estelar binário. Flutuações aleatórias na quantidade de matéria levam a uma concentração de matéria que desempenha uma função semelhante a um núcleo de rocha. E como o local de formação está longe da estrela, há uma chance de que o processo de crescimento continue por muito mais tempo, resultando em um super-Júpiter.

Astronomia da Natureza, 2022. DOI: 10.1038 / s41550-022-01634-x (Sobre DOIs).