Webb detecta vapor d’água na zona de formação de planetas rochosos
A água é essencial para a vida como a conhecemos. No entanto, os cientistas debatem como ele chegou à Terra e se os mesmos processos poderiam semear exoplanetas rochosos orbitando estrelas distantes. Novos insights podem vir do sistema planetário PDS 70, localizado a 370 anos-luz de distância. A estrela hospeda um disco interno e um disco externo de gás e poeira, separados por uma lacuna de 8 bilhões de quilômetros de largura, e dentro dessa lacuna estão dois planetas gigantes gasosos conhecidos.
Novas medições do MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Telescópio Espacial James Webb da NASA detectaram vapor de água no disco interno do sistema, a distâncias de menos de 100 milhões de milhas (160 milhões de quilômetros) da estrela – a região onde os planetas terrestres rochosos podem estar se formando. (A Terra orbita a 93 milhões de milhas do nosso Sol.) Esta é a primeira detecção de água na região terrestre de um disco já conhecido por hospedar dois ou mais protoplanetas .
“Vimos água em outros discos, mas não tão perto e em um sistema onde os planetas estão se formando. Não podíamos fazer este tipo de medição antes do Webb,” disse a principal autora Giulia Perotti do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg, Alemanha.
“Esta descoberta é extremamente empolgante, pois investiga a região onde os planetas rochosos semelhantes à Terra normalmente se formam”, acrescentou o diretor do MPIA, Thomas Henning, coautor do artigo. Henning é co-investigador principal do Webb’s MIRI (Mid-Infrared Instrument), que fez a detecção, e o investigador principal do programa MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) que obteve os dados.
Um ambiente úmido para formar planetas
PDS 70 é uma estrela do tipo K, mais fria que o nosso Sol, e tem uma idade estimada de 5,4 milhões de anos. Isso é relativamente antigo em termos de estrelas com discos formadores de planetas, o que tornou surpreendente a descoberta do vapor d’água.
Com o tempo, o conteúdo de gás e poeira dos discos formadores de planetas diminui. Ou a radiação da estrela central e os ventos sopram esse material, ou a poeira cresce em objetos maiores que eventualmente formam planetas. Como estudos anteriores falharam em detectar água nas regiões centrais de discos com idade semelhante, os astrônomos suspeitaram que ela poderia não sobreviver à forte radiação estelar, levando a um ambiente seco para a formação de quaisquer planetas rochosos.
Os astrônomos ainda não detectaram nenhum planeta se formando dentro do disco interno do PDS 70. No entanto, eles veem a matéria-prima para a construção de mundos rochosos na forma de silicatos. A detecção de vapor d’água implica que, se planetas rochosos estiverem se formando ali, eles terão água disponível desde o início.
“Encontramos uma quantidade relativamente alta de pequenos grãos de poeira. Combinado com a nossa detecção de vapor d’água, o disco interno é um lugar muito emocionante”, disse o co-autor Rens Waters, da Radboud University, na Holanda.
Qual é a Origem da Água?
A descoberta levanta a questão de onde veio a água. A equipe do MINDS considerou dois cenários diferentes para explicar sua descoberta.
Uma possibilidade é que as moléculas de água estejam se formando no local, onde as detectamos, à medida que os átomos de hidrogênio e oxigênio se combinam. Uma segunda possibilidade é que as partículas de poeira cobertas de gelo estão sendo transportadas do disco externo frio para o disco interno quente, onde o gelo de água sublima e se transforma em vapor. Tal sistema de transporte seria surpreendente, já que a poeira teria que atravessar a grande lacuna esculpida pelos dois planetas gigantes.
Outra questão levantada pela descoberta é como a água poderia sobreviver tão perto da estrela, quando a luz ultravioleta da estrela deveria quebrar quaisquer moléculas de água. Muito provavelmente, o material circundante, como poeira e outras moléculas de água, serve como um escudo protetor. Como resultado, a água detectada no disco interno do PDS 70 poderia sobreviver à destruição.
Por fim, a equipe usará mais dois instrumentos do Webb, NIRCam (Near-Infrared Camera) e NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) para estudar o sistema PDS 70 em um esforço para obter uma compreensão ainda maior.
Essas observações foram feitas como parte do programa de observação de tempo garantido 1282 . Esta descoberta foi publicada na revista Nature .
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e sondando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Européia) e a Agência Espacial Canadense.
