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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.

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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.

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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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