Começa Com Um Estrondo

Venha ver a imagem de formação lunar mais importante da astronomia de todos os tempos

Esta imagem, tirada com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mostra uma visão de perto do disco circumplanetário que forma a lua em torno do PDS 70c. O exoplaneta PDS 70c é um jovem gigante gasoso semelhante a Júpiter localizado a cerca de 400 anos-luz de distância. Ele mostra que este planeta e seu disco estão localizados dentro de um disco circunstelar maior em forma de anel à direita, e o disco circumplanetário contém massa suficiente para formar três mundos do mesmo tamanho que a Lua da Terra. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/BENISTY ET AL.)

Acabamos de observar a primeira “formação lunar” em um sistema exoplanetário.

Esta imagem, acima, é o primeiro a mostrar luas se formando ativamente em torno de um planeta.

Esta imagem colorida mostra o céu ao redor da estrela anã laranja PDS 70, circulada. Esta estrela fraca está bem abaixo do limiar do que é visível a olho nu. Apenas a estrela azul brilhante no canto superior direito, Chi Centauri, com magnitude aproximadamente +5, pode ser vista a olho nu. (ESO/DIGITIZED SKY SURVEY 2; AGRADECIMENTOS: DAVIDE DE MARTIN; ANOTAÇÃO: E. SIEGEL)

A estrela central do sistema, PDS 70 , fica a cerca de 400 anos-luz de distância na borda da constelação centauro .

O instrumento SPHERE no Very Large Telescope do ESO revela um planeta capturado no próprio ato de formação em torno da jovem estrela anã PDS 70. Este foi o primeiro planeta encontrado em formação, revelado em 2018. O planeta destaca-se claramente, visível como um ponto brilhante à direita do centro da imagem, que é escurecido pela máscara coronográfica usada para bloquear a luz ofuscante da estrela central. Há um segundo planeta, PDS 70c, mais distante. (ESO/A. MÜLLER ET AL.)

Dois planetas foram encontrados: PDS 70b e 70c .

Imagem composta de PDS 70. Comparando novos dados do ALMA com observações anteriores do VLT, os astrónomos determinaram que o jovem planeta designado PDS 70 c tem um disco circumplanetário, uma característica fortemente teorizada como sendo o local de nascimento das luas. Observações recentes confirmaram isso em resoluções muito mais altas. (ALMA (ESO/NOAJ/NRAO) A. ISELLA; ESO)

Esta última contém um disco circumplanetário , recém-revelado pela primeira vez.

Vistas de campo amplo (esquerda) e close-up (direita) do disco formador de lua em torno do PDS 70c. Dois planetas foram encontrados no sistema, PDS 70c e PDS 70b, o último não sendo visível nesta imagem. Eles esculpiram uma cavidade no disco circunstelar enquanto engoliam o material do próprio disco, crescendo em tamanho. Nesse processo, o PDS 70c adquiriu seu próprio disco circumplanetário, que contribui para o crescimento do planeta e onde as luas podem se formar. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/BENISTY ET AL.)

Em teoria, os planetas só adquirem luas através de três processos principais.

A totalidade dos anéis principais de Saturno, do anel D interno ao anel F externo, pode ser muito mais recente do que o resto do Sistema Solar. É plausível que algumas centenas de milhões de anos atrás, antes da ascensão dos dinossauros, esses anéis não existissem. Em outros 300 milhões de anos atrás, eles provavelmente terão desaparecido completamente. (NASA/JPL)

1.) O cenário de impacto gigante : levando a nuvens de detritos ao redor de corpos rochosos.

Uma ilustração de como pode ser uma sinestia: um anel inchado que envolve um planeta após um impacto de grande momento angular de alta energia. Pensa-se agora que a nossa Lua foi formada por uma colisão inicial com a Terra que criou tal fenômeno. (SARAH STEWART/UC DAVIS/NASA)

Esses detritos então coalesce em satélites : como as luas da Terra, Marte e Plutão.

Em vez das duas luas que vemos hoje, uma colisão seguida por um disco circumplanetário pode ter dado origem a três luas de Marte, onde apenas duas sobrevivem hoje. Esta hipotética lua transitória de Marte, proposta em um artigo de 2016, é agora a principal ideia na formação das luas de Marte. (LABEX UNIVEARTS / UNIVERSITÉ PARIS DIDEROT)

2.) Captura gravitacional : explicando a Phoebe de Saturno e Tritão de Netuno .

A órbita de Tritão (vermelho) tem uma inclinação de 157° em comparação com as luas que giram com a rotação de Netuno (verde) e uma inclinação de 130° para objetos que giram com o plano da eclíptica. A orientação de Tritão é a evidência mais forte de que é um corpo capturado. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS ZYJACKLIN; NASA/JPL/USGS)

3.) Um disco circumplanetário : provavelmente explicando a maioria das luas do Universo.

De acordo com simulações de formação de discos protoplanetários, aglomerados assimétricos de matéria se contraem em uma dimensão primeiro, onde então começam a girar. Esse plano é onde os planetas se formam, com esse processo se repetindo em escalas menores em torno de planetas gigantes: formando discos circumplanetários que levam a um sistema lunar. (STSCL OPO — C BURROWS E J. KRIST (STSCL), K. STABELFELDT (JPL) E NASA)

Estrelas e planetas se formam a partir de uma nuvem de gás em colapso, levando primeiro a uma proto-estrela.

30 discos protoplanetários, ou proplyds, fotografados pelo Hubble na Nebulosa de Órion. O Hubble é um recurso brilhante para identificar essas assinaturas de disco na óptica, mas tem pouco poder para sondar os recursos internos desses discos, mesmo de sua localização no espaço. Muitas dessas jovens estrelas deixaram recentemente a fase de proto-estrela. Regiões de formação de estrelas como essa frequentemente darão origem a milhares e milhares de novas estrelas de uma só vez. (NASA/ESA E L. RICCI (ESO))

Um disco de material formador de planetas rapidamente se aglutina em torno dele: um disco protoplanetário .

Impressão artística de uma jovem estrela cercada por um disco protoplanetário. Quando a fusão nuclear começou no núcleo central do nosso Sol, nosso Sistema Solar pode ter sido muito semelhante a isso. Os discos protoplanetários que fotografamos com mais frequência ainda não são encontrados em torno de estrelas maduras, mas sim protoestrelas que ainda não começaram a fundir hidrogênio em hélio em seus núcleos. (ESO/L. CALÇADA)

Observatórios de infravermelho e rádio revelaram esses discos ricos em lacunas em detalhe.

20 novos discos protoplanetários, conforme fotografados pela colaboração Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP), mostrando como são os sistemas planetários recém-formados. As lacunas no disco são provavelmente as localizações de planetas recém-formados, com as maiores lacunas provavelmente correspondendo aos protoplanetas mais massivos. (S. M. ANDREWS ET AL. E A COLABORAÇÃO DSHARP, ARXIV: 1812.04040)

Cada lacuna contém planetas, que capturam/limpam o material circundante.

Uma imagem composta de rádio/visível do disco protoplanetário e jato em torno de HD 163296. O disco e as características protoplanetárias são revelados pelo ALMA no rádio, enquanto as características ópticas azuis são reveladas pelo instrumento MUSE a bordo do Very Large Telescope do ESO. Eles estão em ângulos perpendiculares de 90 graus entre si. (VISÍVEL: VLT/MUSE (ESO); RÁDIO: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

No entanto, os maiores planetas acumulam seus próprios discos: formando luas.

A jovem estrela TW Hydrae, semelhante ao Sol, contém um disco protoplanetário com lacunas substanciais, correspondendo a planetas recém-formados. Na região mais interna, no entanto, há uma lacuna mais próxima da estrela aproximadamente à distância Terra-Sol. Pode haver material caindo neste protoplaneta, sugestivo, mas não bastante evidência, do potencial de gerar um disco circumplanetário. (S. ANDREWS (HARVARD-SMITHSONIAN CFA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Essa conexão explica por que Luas jovianas se assemelham a sistemas exoplanetários de baixa massa .

Os planetas que encontramos em torno de sistemas de anãs vermelhas, como TRAPPIST-1, se parecem mais com o sistema lunar em torno de um planeta como Júpiter do que com os planetas em torno do nosso próprio Sol. O pensamento dominante por muito tempo foi que as luas jovianas surgem de um disco circumplanetário inicial, uma imagem recentemente confirmada por observações do sistema proto-estelar PDS 70. (NASA / JPL-CALTECH)

Apenas o PDS 70c possui um disco circumplanetário; a próxima etapa medirá os movimentos internos do gás.

Júpiter e seus anéis, bandas e outras características sensíveis ao calor no infravermelho. Observe como tudo o que observamos, as bandas, anéis e luas de Júpiter, orbitam no mesmo plano. Esta é uma forte indicação de que todos eles se formaram ao mesmo tempo: desde o disco circumplanetário inicial em torno de Júpiter que data da formação do Sistema Solar. (TROCCHE100 NA WIKIPÉDIA ITALIANA)

Talvez, em breve, entendamos as especificidades de o sistema lunar emergente .