Houve muito entusiasmo nas últimas décadas sobre planetas detectados em órbita de várias estrelas fora do nosso sistema solar. Mas os planetas oferecem uma imagem incompleta da estrutura complexa que existe em torno das estrelas, deixando de fora componentes como os cinturões de detritos rochosos e gelados orbitando nosso Sol.
Cientistas revelaram na segunda-feira (8) observações do Telescópio Espacial James Webb que mostram novos detalhes sobre tais características em torno de uma estrela luminosa chamada Fomalhaut em nossa própria galáxia, a Via Láctea. Essas observações de três anéis concêntricos empoeirados de detritos ao redor de Fomalhaut fornecem a visão mais completa até hoje dessas estruturas fora do nosso sistema solar.
Fomalhaut, uma das estrelas mais brilhantes do nosso céu noturno e a mais brilhante da constelação austral de Piscis Austrinus, está localizada a 25 anos-luz da Terra. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de quilômetros.
Os astrônomos descobriram pela primeira vez um cinturão de detritos ao redor de Fomalhaut em 1983. As observações do telescópio Webb revelaram dois outros anéis mais próximos da estrela —um interno brilhante e um intermediário, estreito.
Esses três cinturões parecem ser povoados por objetos chamados planetesimais, alguns dos quais, acredita-se, se juntam no início da história de um sistema estelar para formar planetas, enquanto outros permanecem como detritos, em forma de asteroides e cometas.
"De modo muito parecido com o nosso sistema solar, outros sistemas planetários abrigam discos de asteroides e cometas —restos de planetesimais da época da formação do planeta— que se reduzem continuamente a partículas do tamanho de mícrons por meio de interações colisionais", disse o astrônomo Andras Gaspar, da Universidade do Arizona, principal autor do estudo publicado na revista Nature Astronomy.
Fomalhaut é 16 vezes mais luminosa que o Sol e tem massa quase duas vezes maior. Tem cerca de 440 milhões de anos —menos de um décimo da idade do Sol—, mas provavelmente está quase na metade de sua vida útil.
Os três cinturões aninhados se estendem até 23 bilhões de km de Fomalhaut, cerca de 150 vezes a distância da Terra ao Sol.
Embora nenhum planeta tenha sido descoberto ainda em torno de Fomalhaut, os pesquisadores suspeitam que os cinturões foram esculpidos por forças gravitacionais exercidas por planetas invisíveis. Nosso sistema Solar tem dois desses cinturões —o principal cinturão de asteroides entre o planeta rochoso Marte e o gigante gasoso Júpiter, e o cinturão de Kuiper, mais além do gigante gelado Netuno.
A influência gravitacional de Júpiter, o maior planeta do nosso Sistema Solar, encurrala o principal cinturão de asteroides. A borda interna do cinturão de Kuiper, que abriga os planetas anões Plutão e Éris, bem como outros corpos gelados de tamanhos variados, é moldada pelo planeta mais externo, Netuno.
"A lacuna secundária que vemos no sistema é um forte indício da presença de um gigante de gelo no sistema", disse Gaspar.
As observações do Webb, que foi lançado em 2021 e começou a coletar dados no ano passado, foram feitas por seu Mid-Infrared Instrument (MIRI).
"Quase todas as imagens resolvidas de discos de detritos até agora foram das regiões frias e externas análogas ao cinturão de Kuiper do Sistema Solar", como o cinturão externo de Fomalhaut, disse o astrônomo e coautor do estudo Schuyler Wolff, do Observatório Steward da Universidade do Arizona.
O MIRI agora poderá resolver os cinturões relativamente mais quentes de material análogo ao nosso principal cinturão de asteroides, disse Wolff.
Estudar esses cinturões de detritos oferece uma visão dos primórdios planetários.
"Os planetas se formam dentro dos discos primordiais que cercam as estrelas jovens. Compreender esse processo de formação exige um entendimento completo de como esses discos se formam e evoluem", disse Wolff.
"Existem muitas questões em aberto sobre como a poeira desses discos se aglutina para formar embriões planetários, como as atmosferas planetárias se formam etc. Os discos de detritos são remanescentes desse processo de formação de planetas, e sua estrutura pode fornecer pistas valiosas para a população de planetas subjacentes e as histórias dinâmicas", acrescentou Wolff.
Tradução de Luiz Roberto M. Gonçalves
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