A Terra tem este tamanho porque o Sol tinha anis antes dos planetas

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 06/01/2022

A Terra tem este tamanho porque o Sol tinha an

Imagens de discos protoplanetrios reais mostraram que os pressupostos usados pelos cientistas estavam incorretos. Nesta imagem, o disco ao redor da estrela HD163296 foi tratado com falsas cores para destacar seus anis.
[Imagem: Andrea Isella/Rice University]

Simulando a realidade

Por dcadas, os cientistas acreditaram que o gs e a poeira nos discos protoplanetrios gradualmente se tornariam menos densos, decaindo suavemente em funo da distncia da estrela.

Disco protoplanetrio o material que sobra da formao da prpria estrela, e ento se tornar a matria-prima para a formao dos planetas.

Contudo, quando entrou em operao o radiotelescpio mvel ALMA, nos elevados planaltos de Chajnantor, a uma altitude de 5.000 metros nos Andes Chilenos, tornou-se possvel ver, pela primeira vez, discos protoplanetrios reais.

E o que as imagens mostraram no bateu com as suaves simulaes baseadas apenas em suposies.

Agora, uma equipe internacional de astrnomos acaba de construir a simulao mais completa j feita de um disco protoplanetrio, levando em conta os dados observacionais disponveis.

E, quando aplicado ao nosso prprio Sistema Solar, a nova simulao trouxe vrias informaes importantes e fechou vrias lacunas em nosso conhecimento.

Modelo que explica o Sistema Solar

O que a nova simulao mostrou que, antes de ter planetas, o Sol no tinha uma faixa contnua de poeira como se acreditava, mas anis semelhantes aos anis de Saturno, com faixas separadas. E estas faixas condicionaram a formao de todos os planetas, incluindo a Terra.

“No Sistema Solar, algo aconteceu para impedir que a Terra crescesse e se tornasse um tipo muito maior de planeta terrestre chamado super-Terra,” explicou o astrnomo brasileiro Andr Izidoro, atualmente na Universidade Rice, nos EUA, referindo-se aos massivos planetas rochosos vistos em torno de pelo menos 30% de estrelas semelhantes ao Sol em nossa galxia.

Ao simular os anis, o modelo tambm reproduziu fielmente vrias outras caractersticas do Sistema Solar que os modelos anteriores no conseguiam gerar, incluindo:

  • O cinturo de asteroides entre Marte e Jpiter, contendo objetos do sistema solar interno e externo.
  • As localizaes e as rbitas estveis e quase circulares da Terra, Marte, Vnus e Mercrio.
  • As massas dos planetas internos, incluindo Marte, que muitos modelos do Sistema Solar superestimam.
  • A dicotomia entre a composio qumica dos corpos celestes do Sistema Solar interno e externo.
  • Uma regio do cinturo de Kuiper de cometas, asteroides e pequenos corpos alm da rbita de Netuno.
A Terra tem este tamanho porque o Sol tinha an

Ilustrao dos trs anis distintos de formao planetesimal que reproduzem o tamanho dos planetas e outras caractersticas do Sistema Solar.
[Imagem: Rajdeep Dasgupta]

Como planetas se originam dos anis

Uma das principais questes que emergiram quando comeamos a observar diretamente exoplanetas e discos protoplanetrios ao redor de outras estrelas envolve o porqu de outras estrelas terem tipicamente planetas muito maiores em sua regio interna – as “superterras”, em vez de “terras”.

O novo modelo assume que surgiram trs bandas de alta presso dentro do disco de gs e poeira do jovem Sol. Essas “elevaes de presso” foram observadas em discos estelares anelados em torno de estrelas distantes, e o novo modelo explica como esses ressaltos de presso e os anis podem ser responsveis pela arquitetura atual do Sistema Solar.

“Se as superterras so supercomuns, por que no temos uma no Sistema Solar?” Disse Izidoro. “Propomos que os choques de presso produziram reservatrios desconectados de material no disco do Sistema Solar interno e externo e regularam a quantidade de material disponvel para o crescimento de planetas no Sistema Solar interno.”

Esses “quebra-molas” no anel tambm podem explicar o prprio surgimento dos planetas, uma vez que as simulaes mostram que improvvel que planetas se formem em discos lisos e suaves, como os cientistas propunham at as primeiras observaes do ALMA – na verdade, h muitos discos protoplanetrios sem planetas, o que deixa outras questes em aberto.

“Em um disco liso, todas as partculas slidas – gros de poeira ou pedregulhos – devem ser puxadas para dentro muito rapidamente e perdidas na estrela,” disse Andrea Isella, coautor do estudo. ” preciso algo para det-los, a fim de dar-lhes tempo para crescer e se tornar planetas.”

Quando as partculas se movem mais rpido do que o gs ao seu redor, elas “sentem um vento contrrio e se movem muito rapidamente em direo estrela,” explicou Izidoro. Nas elevaes de presso, a presso do gs aumenta, as molculas de gs se movem mais rpido e as partculas slidas param de sentir o vento contrrio. “Isso o que permite que as partculas de poeira se acumulem nas elevaes de presso,” disse ele.

Trs anis do Sistema Solar

O modelo de Izidoro e seus colegas presumiu que os ressaltos de presso surgiram no incio do Sistema Solar em trs lugares onde as partculas que caam em direo ao Sol teriam liberado grandes quantidades de gs vaporizado.

” apenas uma funo da distncia da estrela, porque a temperatura aumenta medida que voc se aproxima da estrela,” disse Rajdeep Dasgupta, membro da equipe. “O ponto em que a temperatura alta o suficiente para que o gelo seja vaporizado, por exemplo, uma linha de sublimao que chamamos de linha de neve.”

Na nova simulao, salincias de presso nas linhas de sublimao de silicato, gua e monxido de carbono produziram trs anis distintos. Na linha de silicato, o ingrediente bsico da areia e do vidro, o dixido de silcio, tornou-se vapor. Isso produziu o anel mais prximo do sol, onde Mercrio, Vnus, Terra e Marte se formariam mais tarde. O anel do meio apareceu na linha de neve e o anel mais distante na linha de monxido de carbono.

Bibliografia:

Artigo: Planetesimal rings as the cause of the Solar Systems planetary architecture
Autores: Andre Izidoro, Rajdeep Dasgupta, Sean N. Raymond, Rogerio Deienno, Bertram Bitsch, Andrea Isella
Revista: Nature Astronomy
DOI: 10.1038/s41550-021-01557-z

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