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Telescópio Webb revela colisão de asteroides em sistema estelar vizinho

As observações destacam os processos voláteis que moldam sistemas estelares como o nosso, oferecendo uma visão única dos estágios primordiais da formação planetária.

Concepção artística da visão da jovem estrela Beta Pictoris a partir da borda externa de seu disco.

Os astrónomos capturaram o que parece ser um instantâneo de uma colisão massiva de asteróides gigantes em Beta Pictoris, um sistema estelar vizinho conhecido pela sua idade precoce e actividade tumultuosa de formação de planetas.

As observações destacam os processos voláteis que moldam sistemas estelares como o nosso, oferecendo uma visão única dos estágios primordiais da formação planetária.

“Beta Pictoris está numa idade em que a formação de planetas na zona planetária terrestre ainda está em curso através de colisões de asteróides gigantes, então o que poderíamos estar vendo aqui é basicamente como os planetas rochosos e outros corpos estão se formando em tempo real”, disse Christine Chen, uma Astrônomo da Universidade Johns Hopkins que liderou a pesquisa.

Os insights serão apresentados hoje no 244º Encontro da Sociedade Astronômica Americana em Madison, Wisconsin.

A equipe de Chen detectou mudanças significativas nas assinaturas de energia emitidas pelos grãos de poeira ao redor de Beta Pictoris, comparando novos dados do Telescópio Espacial James Webb com observações do Telescópio Espacial Spitzer de 2004 e 2005. Com as medições detalhadas de Webb, a equipe rastreou as partículas de poeira. composição e tamanho na área exata previamente analisada pelo Spitzer.

Concentrando-se no calor emitido pelos silicatos cristalinos – minerais comumente encontrados em torno de estrelas jovens, bem como na Terra e outros corpos celestes – os cientistas não encontraram vestígios das partículas anteriormente vistas em 2004-05. Isto sugere que ocorreu uma colisão cataclísmica entre asteroides e outros objetos há cerca de 20 anos, pulverizando os corpos em partículas finas de poeira menores que pólen ou açúcar em pó, disse Chen.

“Pensamos que toda aquela poeira é o que vimos inicialmente nos dados do Spitzer de 2004 e 2005,” disse Chen, que também é astrónomo no Space Telescope Science Institute. “Com os novos dados de Webb, a melhor explicação que temos é que, de facto, testemunhámos as consequências de um evento cataclísmico pouco frequente entre grandes corpos do tamanho de asteróides, marcando uma mudança completa na nossa compreensão deste sistema estelar.”

Os novos dados sugerem que a poeira que foi dispersada pela radiação da estrela central do sistema já não é detectável, disse Chen. Inicialmente, a poeira perto da estrela aqueceu e emitiu radiação térmica que os instrumentos do Spitzer identificaram. Agora, a poeira que esfriou à medida que se afastava da estrela não emite mais essas características térmicas.

Quando o Spitzer coletou os dados anteriores, os cientistas presumiram que algo como pequenos corpos esmagados se agitaria e reabasteceria a poeira de forma constante ao longo do tempo. Mas as novas observações de Webb mostram que a poeira desapareceu e não foi substituída. A quantidade de poeira levantada é cerca de 100 mil vezes maior que o tamanho do asteróide que matou os dinossauros, disse Chen.

Beta Pictoris, localizada a cerca de 63 anos-luz da Terra, tem sido um ponto focal para os astrónomos devido à sua proximidade e aos processos aleatórios onde colisões, intemperismo espacial e outros factores de formação planetária ditarão o destino do sistema.

Com apenas 20 milhões de anos – em comparação com o nosso sistema solar de 4,5 mil milhões de anos – Beta Pictoris está numa idade chave em que os planetas gigantes se formaram, mas os planetas terrestres ainda podem estar em desenvolvimento. Possui pelo menos dois gigantes gasosos conhecidos, Beta Pic b e c, que também influenciam a poeira e os detritos circundantes.

“A questão que estamos tentando contextualizar é se todo esse processo de formação de planetas terrestres e gigantes é comum ou raro, e a questão ainda mais básica: os sistemas planetários como o sistema solar são tão raros?” disse o co-autor Kadin Worthen, doutorando em astrofísica na Johns Hopkins. “Estamos basicamente tentando entender o quão estranhos ou medianos somos.”

Os novos conhecimentos também sublinham a capacidade incomparável do telescópio Webb para desvendar as complexidades dos exoplanetas e sistemas estelares, relata a equipa. Eles oferecem pistas importantes sobre como as arquiteturas de outros sistemas solares se assemelham às nossas e provavelmente aprofundarão a compreensão dos cientistas sobre como as turbulências iniciais influenciam as atmosferas dos planetas, o conteúdo de água e outros aspectos-chave da habitabilidade.

“A maioria das descobertas do JWST vem de coisas que o telescópio detectou diretamente”, disse o coautor Cicero Lu, ex-candidato ao doutorado em astrofísica da Johns Hopkins. “Neste caso, a história é um pouco diferente porque os nossos resultados vêm do que o JWST não viu”.

Outros autores são Yiwei Chai e Alexis Li, da Johns Hopkins; David R. Law, BA Sargent, GC Sloan, Julien H. Girard, Dean C. Hines, Marshall Perrin e Laurent Pueyo do Space Telescope Science Institute; Carey M. Lisse, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins; Dan M. Watson, da Universidade de Rochester; Jens Kammerer, do Observatório Europeu do Sul; Isabel Rebollido da Agência Espacial Europeia; e Christopher Stark, do Goddard Space Flight Center da NASA.

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Ciência+Tecnologia

astrofísica, física e astronomia, ciência planetária, webb

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