Família de planetas em formação em HOPS-315 a 1 300 anos-luz

A apenas 1 300 anos-luz, em torno de uma estrela semelhante ao Sol, foi observada uma família de planetas no seu instante mais inicial de “concepção”.

Ao analisarem o fluxo infravermelho de poeira e detritos remanescentes do nascimento de uma estrela bebé chamada HOPS-315, astrónomos encontraram pequenas concentrações de minerais quentes que, com o tempo, darão origem a planetesimais - as “sementes” em torno das quais novos planetas se irão formar.

Este é um sistema capaz de revelar os primeiros passos da formação planetária e, possivelmente, de fornecer pistas sobre a forma como o nosso próprio Sistema Solar surgiu.

"Pela primeira vez, identificámos o momento mais precoce em que a formação de planetas é iniciada em torno de uma estrela que não o nosso Sol", afirma a astrónoma Melissa McClure, da Universidade de Leiden, nos Países Baixos.

As primeiras etapas da formação de planetas

Ao observar outras estrelas em fases distintas deste processo, os cientistas já têm, em termos gerais, uma boa noção de como os planetas nascem.

As próprias estrelas formam-se a partir de nuvens densas de gás molecular e poeira no espaço; quando uma porção de material nessas nuvens atinge densidade suficiente, colapsa sob a gravidade e origina o embrião de uma estrela.

Enquanto a estrela recém-nascida roda, o material circundante agrega-se num disco que gira à sua volta e alimenta o crescimento estelar. Quando a estrela se torna suficientemente grande, ventos protostelares empurram esse material para mais longe; aí, ele continua a orbitar, arrefece e volta a aglomerar-se. É neste ponto que se inicia o processo de formação de planetas.

Os astrónomos já observaram planetas bebés a nascer em discos protoplanetários, abrindo lacunas visíveis no material à medida que se deslocam e, pela gravidade, “limpam” o trajecto da sua órbita.

Ainda assim, nesses sistemas os planetas já estavam relativamente bem desenvolvidos. O caso de HOPS-315 corresponde à fase mais precoce em que, até hoje, se conseguiu ver a formação planetária a arrancar.

O que o JWST e o ALMA detetaram no sistema HOPS-315

As observações foram feitas com o JWST, em comprimentos de onda do infravermelho, e com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), em comprimentos de onda do rádio - dois dos telescópios mais poderosos construídos pela humanidade.

McClure e a sua equipa reconheceram comprimentos de onda associados a gás quente de monóxido de silício e a grãos de minerais de silicatos cristalinos - uma assinatura consistente com silício a arrefecer e a passar do estado gasoso para o estado sólido.

"Este processo nunca tinha sido visto antes num disco protoplanetário - nem em qualquer lugar fora do nosso Sistema Solar", diz o astrofísico Edwin Bergin, da Universidade do Michigan, nos EUA.

A assinatura deste “recém-nascido” planetário foi localizada a cerca de 2,2 unidades astronómicas da estrela anfitriã. Trata-se de uma distância semelhante à da cintura de asteróides do Sistema Solar em relação ao Sol, na região entre Marte e Júpiter.

Pistas para a origem do Sistema Solar

A formação do nosso próprio Sistema Solar só pode ser estudada com base no material tal como existe hoje. Por vezes, isso implica identificar minerais antigos que sobreviveram intactos desde que o sistema nasceu, há cerca de 4,5 mil milhões de anos; noutras ocasiões, passa por investigar asteróides e cometas que não sofreram tantas alterações como os planetas. Em qualquer dos casos, exige um trabalho meticuloso de “detetive”.

HOPS-315 é uma anã laranja com apenas 60% da massa do Sol e ainda se encontra em crescimento, alimentada por fluxos de gás quente. Dentro de um milhão de anos, deverá ter aproximadamente a mesma massa da nossa estrela. As semelhanças entre ambas são suficientes para que HOPS-315 possa ajudar a compreender os primeiros tempos do Sistema Solar.

"Estamos a ver um sistema que se parece com aquilo que o nosso Sistema Solar era quando estava apenas a começar a formar-se", afirma a física e astrónoma Merel van 't Hoff, da Universidade Purdue, nos EUA.

"Este sistema é um dos melhores que conhecemos para sondar, de facto, alguns dos processos que aconteceram no nosso Sistema Solar."

Por agora, HOPS-315 é apenas um ponto de dados numa galáxia inteira. Ainda falta perceber se outros sistemas passam pelos mesmos processos da mesma forma - mas, com telescópios cada vez mais potentes a entrarem em cena, sabemos que encontrá-los está ao nosso alcance.

A investigação foi publicada na Nature.