Estrelas podem "ser mães" em idade avançada

Usando as capacidades únicas do Observatório Espacial Herschel da ESA, os astrônomos "pesaram" com precisão o disco de uma estrela, encontrando ainda massa suficiente para gerar 50 planetas com o tamanho de Júpiter, vários milhões de anos após a maioria das outras estrelas já terem "dado à luz".

Os discos proto-planetários contêm todos os ingredientes para a construção de planetas. São compostos principalmente de hidrogênio molecular gasoso e frio, que é altamente transparente e essencialmente invisível.

Normalmente, é muito mais fácil medir a emissão de "contaminantes", tais como a pequena fracção de poeira misturada no gás, ou outros constituintes gasosos, para fazer estimativas da massa total do disco.

No passado, esta técnica tem acarretado incertezas significativas nas estimativas da massa do hidrogênio molecular, mas graças às capacidades infravermelhas e à sensibilidade do Herschel, os astrônomos aplicaram um método novo e mais preciso, usando um parente próximo do hidrogênio molecular chamado deutereto de hidrogênio, ou hidrogênio molecular "pesado".

Como a proporção do hidrogênio gasoso molecular "normal" e "pesado" é extremamente bem conhecida a partir de medições na nossa vizinhança solar local, esta abordagem fornece um meio de "pesar" a massa total do disco de uma estrela com dez vezes mais precisão do que a conseguida anteriormente.

Usando esta técnica, foi detectada uma massa substancial de gás num disco em redor de TW Hydrae, uma estrela jovem a apenas 176 anos-luz na direção da constelação de Hidra.

"Nós não esperávamos encontrar tanto gás em torno desta estrela com 10 milhões de anos," afirma o professor Edwin Bergin da Universidade do Michigan, EUA, autor principal do estudo publicado na revista Nature.

"Esta estrela tem significativamente mais massa do que a necessária para fazer o nosso próprio Sistema Solar e podia até construir um sistema muito mais exótico com planetas mais massivos que Júpiter."

A observação deste disco massivo em torno de TW Hydrae é incomum para estrelas desta idade porque em apenas alguns milhões de anos, a maioria do material ou é normalmente incorporado na estrela central ou em planetas gigantes, ou é afastado pelo seu forte vento estelar.

"Com uma massa mais refinada, podemos aprender mais sobre este sistema em termos do seu potencial para albergar planetas e a disponibilidade de ingredientes que podem ser capazes de suportar um planeta com vida," acrescenta o professor Bergin.

De fato, num estudo separado do Herschel, os cientistas já haviam identificado TW Hydrae como uma estrela com um disco que contém água suficiente para encher o equivalente a vários milhares de oceanos da Terra.

O novo método de "pesagem" de um disco significa que o volume de materiais disponíveis - incluindo água - pode ter sido subestimado, neste sistema e em outros.

Uma reavaliação das massas dos discos em torno de outras estrelas de diferentes idades irá fornecer mais detalhes sobre o processo de formação de planetas.

"Poderão haver resultados diferentes no que toca à formação planetária para sistemas de idades diferentes," afirma o Professor Thomas Henning, do Instituto Max Planck para Astronomia, na Alemanha, co-autor do estudo.

"Assim como as idades em que as pessoas têm filhos variam, TW Hydrae parece estar à beira desse intervalo para estrelas, mostrando que este sistema em particular pode precisar de mais tempo para formar planetas - que a estrela pode ser mãe já em idade avançada."

"A detecção do hidrogênio molecular pesado foi possível graças às novas capacidades de observação do Herschel, proporcionando este salto em frente na pesagem do disco em torno desta estrela," acrescenta Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel da ESA.

~Esta ilustração mostra um disco planetário que pesa o equivalente a 50 planetas com a massa de Júpiter. Crédito: NASA/JPL-Caltech~