Mistério encontrado pelo telescópio Hubble há 20 anos é finalmente respondido

Em 1993, o astrónomo Stephen Thorsett anunciou ter encontrado um novo exoplaneta no sistema PSR B1620−26. Só em 2003 é que o telescópio espacial Hubble confirmou a descoberta ao identificar o exoplaneta que levou nome de PSR B1620−26 b. O exoplaneta localizado a uma distância de 12400 anos-luz chama atenção por ter uma idade estimada de 13 biliões de anos.

O PSR B1620−26 b formou-se quando o Universo tinha apenas 1 bilião de anos e coloca um ponto de interrogação em alguns modelos de formação planetária. Geralmente, os modelos necessitam de elementos pesados, como o ferro e silício, que não existia em abundância na época. Outro ponto é que a radiação emitida por estas estrelas jovens dissiparia material impedindo a formação de planetas.

Nos novos resultados do James Webb Space Telescope, os astrónomos conseguiram confirmar a observação do Hubble de 2003. E além disso, com os dados do sucessor do Hubble, os investigadores conseguiram responder a algumas perguntas sobre como esses planetas antigos se formaram. Descobriram que os ambientes com poucos metais até podem contribuir para a formação planetária.

Planetas antigos da Via Láctea

PSR B1620-26 é um sistema que está localizado na constelação de Escorpião a cerca de 12400 anos-luz de distância da Terra. Este sistema é composto por um pulsar e uma anã branca que estão localizados perto do núcleo do aglomerado globular M4. O sistema possui um exoplaneta gigante gasoso, PSR B1620-26 b, que ficou conhecido como Matusalém numa órbita circumbinária.

O apelido Matusalém dá-se por causa da idade estimada de 13 biliões de anos do planeta sendo o planeta mais antigo identificado. Quando o PSR B1620-26 b se formou, o Universo ainda era relativamente jovem com apenas 1 bilião de anos. Desde a sua descoberta, em 1993, e a confirmação em 2003, o exoplaneta coloca em questão alguns modelos de formação planetária.

Por que é que era difícil formar planetas?

Isto porque a maioria dos modelos necessitam que hajam elementos mais pesados no ambiente de formação planetária. No entanto, quando o Universo tinha 1 bilião de anos, a maior parte dos elementos eram leves como o hidrogénio e o hélio. Os elementos mais pesados são formados durante a vida da estrela e alguns durante o processo de morte. Isto levanta a questão de como é que o PSR B1620-26 b se formou.

Um dos maiores problemas é que os discos de poeira e gás ao redor destas estrelas que podem formar planetas são dissipados pela radiação de estrelas jovens. Como esta dissipação ocorreria de forma rápida, em alguns milhões de anos, seria impossível um planeta formar-se em tão pouco tempo. E a falta de elementos pesados numa época mais jovem do Universo impediram a formação de discos planetários que conseguissem sobreviver à radiação eletromagnética das estrelas.

Dados do James Webb

Recentemente, o telescópio James Webb observou o espetro eletromagnético de estrelas num aglomerado de formação estelar chamado NGC 346. O aglomerado está localizado na Pequena Nuvem de Magalhães, uma das galáxias satélites da Via Láctea. Segundo os investigadores, as condições neste aglomerado são semelhantes às do Universo jovem pela falta de elementos pesados.

Os investigadores do Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial em Noordwijk afirmaram que as estrelas ainda estão em processo de acretar material mesmo milhões de anos depois. Com cerca de 30 milhões de anos, as estrelas ainda estão cercadas por discos e que poderiam formar planetas. Assim, daria tempo para que os exoplanetas se formassem em torno de estrelas mesmo com escassez de elementos pesados.

Respondendo ao mistério

Segundo o artigo, há duas possibilidades para isto estar a acontecer. A primeira possibilidade é que estas estrelas que contêm a maior parte em hidrogénio e hélio, não possuem elementos pesados que decaem e intensifica a radiação. Com isto, a radiação não seria um problema tão grave nas estrelas que possuem mais metais na sua composição.

A segunda possibilidade é que estas estrelas com poucos elementos pesados originam-se de nuvens maiores de gás e poeira. Quando a estrela se forma, existe uma grande parte da nuvem que se torna num disco em torno da estrela. Quanto maior for o disco, mais tempo é preciso para ele ser dissipado pela radiação e demoraria tempo suficiente para que os planetas se conseguissem formar.

Referência da notícia

De Marchi et al. 2024 Protoplanetary Disks around Sun-like Stars Appear to Live Longer When the Metallicity is Low The Astrophysical Journal