SECÇÃO: Ciência

Como se forma um planeta

Desde os confins do universo até ao nosso próprio quintal cósmico, a formação dos planetas é um espetáculo de grandeza e complexidade. Ao observarmos as vastas extensões do cosmos, somos confrontados com uma diversidade notável de mundos que orbitam ao redor de estrelas distantes. Mas como exatamente esses planetas se formam? Esta questão intriga a mente humana há séculos, e a resposta leva-nos a uma jornada fascinante através da física, da química e da astronomia.

A teoria geral da formação planetária, conhecida como hipótese nebular, sugere que os planetas se originam a partir de discos de poeira e gás que orbitam ao redor de estrelas jovens. Este processo começa com uma nuvem interestelar densa, composta principalmente de hidrogénio e hélio, que sofre uma contração gravitacional devido a alguma perturbação externa, como uma supernova próxima ou uma onda de choque de uma estrela vizinha. À medida que a nuvem se contrai, partes dela começam a girar mais rapidamente, formando um disco protoplanetário em torno da jovem estrela central.

Neste disco, pequenas partículas de poeira colidem e se fundem, formando grãos maiores, que por sua vez se unem para criar corpos cada vez maiores chamados planetesimais. Estes planetesimais continuam a crescer através de colisões e fusões, eventualmente se tornando protoplanetas, os precursores dos planetas que conhecemos hoje. Este processo de acreção planetária pode levar milhões de anos, culminando na formação de uma variedade de planetas, desde os pequenos e rochosos até os gigantes gasosos.

No nosso próprio sistema solar, podemos observar essa diversidade de planetas e sua formação única. Os quatro planetas internos, Mercúrio, Vénus, Terra e Marte, são conhecidos como planetas rochosos devido à sua composição predominantemente composta de materiais sólidos, como silicatos e metais. Estes formaram-se mais perto do Sol, onde as altas temperaturas impediam a condensação de gases voláteis, resultando na acumulação de materiais densos. Por outro lado, os planetas externos, Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno, são conhecidos como planetas gasosos, compostos principalmente de hidrogénio e hélio.

Ainda há muito por descobrir e diversas teorias são atualmente aceites mas, independentemente de qual teoria seja mais precisa, a formação dos planetas, do qual a Terra é um exemplo, é um testemunho da incrível interação entre os processos físicos, químicos e astronómicos que moldam o nosso universo. À medida que continuamos a explorar os mistérios do cosmos, a história da formação planetária continua a surpreender e inspirar-nos, lembrando-nos da beleza e da complexidade do universo.

Numa série de estudos, uma equipa de astrónomos lançou uma nova luz sobre o processo complexo da formação planetária. Estas imagens extraordinárias, captadas pelo Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, representam um dos maiores rastreios de sempre de discos de formação planetária. O trabalho de investigação reúne observações de mais de 80 estrelas jovens que podem ter planetas a formar-se em seu redor, fornecendo aos astrónomos uma enorme quantidade de dados e conhecimentos únicos sobre a forma como os planetas surgem em diferentes regiões da nossa Galáxia.

“Trata-se realmente de uma mudança na nossa área de estudo”, diz Christian Ginski, professor na Universidade de Galway, na Irlanda, e autor principal de um dos três novos artigos científicos publicados hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. “Passámos do estudo aprofundado de sistemas estelares individuais para esta enorme visão geral de regiões inteiras de formação de estrelas.”

Até à data, foram descobertos mais de 5000 planetas em órbita de outras estrelas para além do Sol, muitas vezes em sistemas muito diferentes do nosso próprio Sistema Solar. Para compreender onde e como surge esta diversidade, os astrónomos têm de observar os discos ricos em poeira e gás que envolvem as estrelas jovens — os berços da formação planetária. Estes discos encontram-se mais facilmente nas enormes nuvens de gás onde as próprias estrelas se estão a formar.

Tal como os sistemas planetários já desenvolvidos, as novas imagens mostram a extraordinária diversidade dos discos de formação de planetas. “Alguns destes discos apresentam enormes braços em espiral, presumivelmente impulsionados pelo intrincado ballet dos planetas em órbita”, diz Ginski. “Outros mostram anéis e grandes cavidades esculpidas pelos planetas em formação, enquanto outros ainda parecem suaves e quase adormecidos no meio de toda esta azáfama de atividade“, acrescenta Antonio Garufi, astrónomo do Observatório Astrofísico de Arcetri, do Instituto Nacional de Astrofísica italiano (INAF), e autor principal de um dos artigos.

A equipa estudou um total de 86 estrelas em três regiões diferentes de formação estelar da nossa Galáxia: Touro e Camaleão I, ambas a cerca de 600 anos-luz de distância da Terra, e Orion, uma nuvem rica em gás a cerca de 1600 anos-luz de nós, que é conhecida por ser o local de nascimento de várias estrelas mais massivas do que o Sol. As observações foram recolhidas por uma enorme equipa internacional, composta por cientistas de mais de 10 países.

A equipa conseguiu retirar várias conclusões importantes do conjunto de dados obtido. Por exemplo, em Orion descobriu-se que as estrelas agrupadas em duas ou mais tinham menos probabilidade de possuir grandes discos de formação planetária. Este é um resultado significativo, dado que, ao contrário do nosso Sol, a maioria das estrelas da nossa Galáxia têm companheiras. Para além disso, o aspeto irregular dos discos nesta região sugere a possibilidade de existirem planetas massivos no seu seio, o que poderá dar origem à deformação e desalinhamento que observamos nestes discos.

Embora os discos de formação planetária se possam estender por distâncias centenas de vezes superiores à distância entre a Terra e o Sol, a sua localização a várias centenas de anos-luz de nós faz com que nos pareçam pequenos pontinhos no céu noturno. Para observar os discos, a equipa utilizou o instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instalado no VLT do ESO. O sistema de ótica adaptativa de última geração do SPHERE corrige os efeitos de turbulência da atmosfera terrestre, dando-nos imagens muito nítidas dos discos. Deste modo, a equipa conseguiu obter imagens de discos em torno de estrelas com massas tão baixas como metade da massa do Sol, que são normalmente demasiado ténues para a maioria dos outros instrumentos atualmente disponíveis. Foram ainda obtidos

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Por: Luís Dias