Descobrindo um sistema protoplanetário com as incríveis observações de Beta Pictoris do JWST
As observações em curso do Telescópio Espacial James Webb mudaram recentemente o foco para um sistema protoplanetário bem conhecido que orbita em torno da estrela Beta Pictoris, que possui dois discos rotativos de gás e poeira. Apesar de ter sido descoberto na década de 1980, este sistema ainda cativa os investigadores pelas suas características únicas, incluindo a presença de uma anã castanha e a geração de auroras induzidas por metano.
Os corpos celestes que compõem os discos que rodeiam as estrelas jovens consistem numa gama diversificada de materiais, incluindo asteróides, meteoritos e detritos resultantes de colisões entre objetos maiores. Durante um longo período, estes fragmentos em movimento caótico coalescem e formam estruturas cada vez mais bem definidas, evoluindo finalmente para planetas totalmente formados. Localizada a aproximadamente 63 anos-luz de distância do nosso planeta, Beta Pictoris já foi estudada usando instrumentos como o Telescópio Espacial Hubble. Utilizando suas capacidades avançadas, o Telescópio Espacial James Webb empregou NIRCam e MIRI para observar o sistema nas regiões do infravermelho próximo e médio do espectro eletromagnético.
O Telescópio Espacial James Webb e o sistema protoplanetário Beta Pictoris
Foi feita a detecção de dois discos giratórios de poeira e gás, caracterizados por um disco primário e um disco secundário um tanto inclinado em relação ao primeiro. Além disso, pela primeira vez, uma característica distintiva semelhante a um “rabo de gato” saliente do disco secundário veio à tona.
Isabel Rebollido, investigadora da ESA, elucida que “Beta Pictoris possui um disco de detritos notável, que possui qualidades excepcionais. Possui uma estrela particularmente luminosa, posicionada a uma distância próxima, permitindo um exame minucioso. Apesar das tentativas anteriores de observar este fenómeno através de telescópios terrestres dentro desta faixa espectral, as suas limitações em termos de sensibilidade e resolução espacial tornaram a detecção inatingível. No entanto, com as capacidades avançadas do Telescópio Webb, como o aumento da sensibilidade e resolução, esta característica específica pôde ser identificada.
O surgimento desta nova configuração não é discernível através do NIRCam (imagem no infravermelho próximo), mas torna-se aparente quando se utiliza o MIRI (um espectrógrafo infravermelho de média resolução). Especificamente, a detecção ocorre através do emprego dos filtros F1550C e F2300C, operando em comprimentos de onda de 15,5 e 23 micrômetros, respectivamente. Com base nas informações obtidas, tanto o disco secundário quanto o “rabo de gato” apresentam temperaturas superiores às do disco primário, acompanhadas por uma maior escuridão na tonalidade. A substância responsável por estas características pode ter semelhanças com a composição de asteróides e cometas encontrados no nosso próprio sistema solar.
Os factores exactos que deram origem a esta nova configuração permanecem enigmáticos, mas as descobertas derivadas do Telescópio Espacial James Webb indicam uma génese relativamente recente que remonta a aproximadamente um século. Esta suposta origem pode ser atribuída a um evento cataclísmico envolvendo detritos cósmicos, em que inicialmente a poeira segue a órbita do planeta antes de eventualmente se dispersar por uma área extensa como consequência do intenso fluxo de gás da estrela conhecido como vento estelar.
Com base em dados derivados de modelos científicos, parece que a cauda de um gato consiste numa quantidade substancial de matéria abrangendo uma distância de aproximadamente 16 mil milhões de quilómetros, resultando numa densidade relativamente baixa.
A peculiaridade da cauda do gato provou ser um desafio complexo para os nossos modelos dinâmicos. De acordo com Christopher Stark, do Goddard Space Flight Center da NASA, o sistema exige a expulsão de materiais refratários orgânicos a velocidades notáveis. Esta revelação implica que o sistema Beta Pictoris pode possuir níveis maiores de atividade e desordem do que inicialmente percebido.
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