Planetas jovens iniciariam sua formação em formato achatado, e não esférico.
A investigação, publicada na revista Astronomy & Astrophysics Letters, mostra que os protoplanetas, que são planetas muito jovens recentemente formados em torno de estrelas, são estruturas achatadas chamadas esferoides achatados. Atualmente, o artigo pode ser acessado no servidor de pré-impressão arXiv.
A equipe, do Instituto Jeremiah Horrocks de Matemática, Física e Astronomia da UCLan, usou simulações de computador para modelar a formação de planetas de acordo com a teoria da instabilidade do disco, que sugere que os protoplanetas se formam em escalas de tempo curtas a partir da quebra de grandes discos giratórios de gás denso orbitando estrelas jovens.
Seguindo esta abordagem, a equipe determinou as propriedades dos planetas, comparou-as com observações e examinou o mecanismo de formação de planetas gigantes gasosos. Eles se concentraram na investigação das formas de planetas jovens e em como esses planetas podem crescer e se tornar grandes planetas gigantes gasosos, ainda maiores que Júpiter. Eles também examinaram as propriedades dos planetas que se formam em diversas condições físicas, como temperatura ambiente e densidade do gás.
Dr. Adam Fenton, recém-formado Ph.D., liderou a pesquisa. Ele disse: “Muitos exoplanetas, que são planetas que orbitam estrelas em outros sistemas solares fora do nosso, foram descobertos nas últimas três décadas. Apesar de observar muitos milhares deles, como eles se formam permanece inexplicável. Acredita-se que eles se formam através de ‘acreção central’, que é um crescimento gradual de partículas de poeira que se unem para formar objetos cada vez maiores em escalas de tempo longas, ou diretamente pela quebra de grandes discos protoestelares rotativos em torno de estrelas jovens em escalas de tempo curtas, que é o que chamamos de teoria da instabilidade do disco.”
“Esta teoria é atraente devido ao fato de grandes planetas poderem se formar muito rapidamente a grandes distâncias da sua estrela hospedeira, explicando algumas observações de exoplanetas. Foi um projeto computacional extremamente exigente que exigiu meio milhão de horas de CPU no DiRAC High Performance Computing Facility do Reino Unido. Mas os resultados foram surpreendentes e valeram o esforço.”
Dimitris Stamatellos, leitor de astrofísica da UCLan e coinvestigador, disse: “Temos estudado a formação de planetas há muito tempo, mas nunca tínhamos pensado em verificar a forma dos planetas à medida que se formam nas simulações. Sempre presumimos que eles eram esféricos. Ficamos muito surpresos ao descobrir que eram esferoides achatados, muito semelhantes às balas smarties.” A confirmação observacional da forma achatada de planetas jovens pode responder à questão crítica sobre como os planetas se formam, apontando para o modelo de instabilidade de disco atualmente menos favorecido, em vez da teoria padrão de formação de planetas de acreção central.
Os investigadores também descobriram que novos planetas crescem à medida que o material cai sobre eles, predominantemente dos seus polos e não dos seus equadores. Estas descobertas têm implicações importantes para as observações de planetas jovens, pois sugerem que a forma como os planetas aparecem através de um telescópio depende do ângulo de visão. Tais observações de planetas jovens são importantes para compreender o mecanismo de formação planetária.
Os investigadores estão acompanhando esta descoberta com modelos computacionais melhorados para examinar como a forma destes planetas é afetada pelo ambiente em que se formam, e para determinar a sua composição química para comparar com observações futuras do Telescópio Espacial James Webb (JWST). As observações de planetas jovens tornaram-se possíveis nos últimos anos com instalações de observação como o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) e o Very Large Telescope (VLT).
