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# Física# Astrofísica terrestre e planetária

Acúmulo de Poeira em Torno do Protoplaneta PDS 70 b

Cientistas encontram poeira se acumulando perto de PDS 70 b, o que indica formação de corpos troianos.

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Poeira Encontrada PertoPoeira Encontrada Pertode PDS 70 bdetectada em torno de um protoplaneta.Formação potencial de corpo tipo Trojan
Índice

Observações recentes do protoplaneta PDS 70 trouxeram pistas interessantes sobre a acumulação de poeira em regiões específicas ao redor de seus planetas. O PDS 70 é um alvo único para estudar como os planetas se formam porque se sabe que ele tem dois Protoplanetas, o PDS 70 b e o PDS 70 c. Esses planetas ainda estão se formando em um disco de gás e poeira ao redor, o que torna o sistema um laboratório excelente para explorar o desenvolvimento planetário inicial.

O Contexto dos Discos Protoplanetários

Os discos protoplanetários são o material que sobra da formação das estrelas. Eles são compostos de gás e poeira que podem se agrupar para formar planetas. Nesses discos, os cientistas observaram várias estruturas como lacunas e anéis, que podem dar pistas sobre a presença de planetas em formação. Algumas características nesses discos são consideradas áreas onde o material se junta devido à influência gravitacional dos planetas em formação, tornando algumas regiões mais interessantes para estudo do que outras.

O Papel dos Corpos Troianos

Corpos troianos são objetos pequenos que compartilham uma órbita com um planeta maior, localizados em pontos especiais conhecidos como Pontos Lagrangianos. Esses pontos estão a cerca de 60 graus à frente ou atrás do planeta em sua órbita. No nosso próprio sistema solar, os troianos podem ser encontrados perto de Júpiter. O objetivo de pesquisas recentes é determinar se corpos semelhantes podem existir ao redor de outros planetas, especialmente durante sua formação.

PDS 70 e Suas Características Únicas

PDS 70 é especialmente interessante porque já foi confirmado que ele tem dois protoplanetas, e eles estão situados em um disco protoplanetário estruturado. O disco tem uma cavidade que ambos os planetas parecem ter esculpido enquanto se formam. Observações foram feitas em comprimentos de onda infravermelhos e submilimétricos, que nos ajudam a ver as diferentes estruturas dentro desse disco.

A Busca por Poeira Co-orbital

Como parte de um projeto em andamento, os cientistas reanalisaram dados existentes do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para procurar poeira que pode estar se acumulando nas regiões lagrangianas ao redor do PDS 70 b. Eles usaram técnicas de imagem de alta resolução para olhar de perto as áreas ao redor da órbita do planeta, focando em onde a poeira pode se acumular devido a forças gravitacionais.

Através deste trabalho, eles encontraram, de forma provisória, sinais de emissão de poeira ao redor da região lagrangiana do PDS 70 b. Os sinais que detectaram foram significativos o suficiente para sugerir que pode haver material se acumulando ali, possivelmente indicando os estágios iniciais da formação de corpos troianos.

Estimando a Massa de Poeira

Para ter uma ideia de quanta poeira pode estar presente, os cientistas fizeram cálculos baseados nos sinais observados. Eles estimaram que a massa de poeira pode variar de uma fração minúscula de uma massa solar a algumas massas solares. Essa variação mostra que, embora possa não haver uma grande quantidade de poeira, a presença de qualquer poeira nessas regiões é notável.

Importância das Descobertas

Encontrar poeira na região lagrangiana de um protoplaneta é um desenvolvimento empolgante. Se confirmado, isso apoiaria a ideia de que corpos troianos podem se formar durante os estágios iniciais do desenvolvimento planetário. Isso também pode oferecer insights valiosos sobre as condições que ajudam o material a se reunir nessas regiões específicas.

Futuras observações estão planejadas para investigar ainda mais a presença dessa poeira e potencialmente rastrear seu movimento. Conseguir detectar o movimento co-orbital do PDS 70 b e sua poeira associada forneceria evidências fortes da existência de corpos troianos se formando nesse ambiente.

Previsões para Futuras Observações

Os cientistas preveem que, com mais observações, as interações co-orbitais entre o PDS 70 b e sua poeira podem ser detectadas já em fevereiro de 2026. Se eles conseguirem realizar observações com a mesma precisão e qualidade de antes, isso aumentaria muito suas chances de confirmar a presença de material co-orbital.

Conclusão

A detecção provisória de acumulação de poeira na região lagrangiana do PDS 70 b significa um passo promissor na nossa compreensão de como os planetas e seus corpos acompanhantes se formam. À medida que a pesquisa continua, as descobertas podem servir como uma base para desvendar os mistérios do desenvolvimento planetário, especialmente em relação aos papéis que os corpos troianos podem desempenhar em vários sistemas planetários.

A existência desses corpos e suas propriedades podem proporcionar mais insights sobre a evolução dos sistemas planetários. Essas descobertas incentivam a exploração contínua de sistemas jovens e em evolução em busca de estruturas e fenômenos semelhantes. Com melhorias nas técnicas de observação, os pesquisadores esperam fazer descobertas mais definitivas sobre a natureza desses protoplanetas e sua poeira acompanhante.

Estudando esses processos, os cientistas esperam traçar um quadro mais claro da formação planetária, se aproximando da compreensão do início do nosso próprio sistema solar e do potencial para fenômenos semelhantes em sistemas planetários distantes.

Fonte original

Título: Tentative co-orbital submillimeter emission within the Lagrangian region L5 of the protoplanet PDS 70 b

Resumo: Context: High-spatial resolution Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) data have revealed a plethora of substructures in protoplanetary disks. Some of those features are thought to trace the formation of embedded planets. One example is the gas and dust that accumulated in the co-orbital Lagrangian regions $L_4$/$L_5$, which were tentatively detected in recent years and might be the pristine material for the formation of Trojan bodies. Aims: This work is part of the TROY project, whose ultimate goal is to find robust evidence of exotrojan bodies and study their implications in the exoplanet field. Here, we focus on the early stages of the formation of these bodies by inspecting the iconic system PDS 70, the only confirmed planetary system in formation. Methods: We reanalyzed archival high-angular resolution Band 7 ALMA observations from PDS 70 by doing an independent imaging process to look for emission in the Lagrangian regions of the two detected gas giant protoplanets, PDS 70 b and c. We then projected the orbital paths and visually inspected emission features at the regions around the $L_4$/$L_5$ locations as defined by $\pm$ 60$^{\circ}$ in azimuth from the planet position. Results: We found emission at a $\sim$4-$\sigma$ level ($\sim$6-$\sigma$ when correcting from a cleaning effect) at the position of the $L_{5}$ region of PDS 70 b. This emission corresponds to a dust mass in a range of 0.03- 2 M$_{Moon}$, which potentially accumulated in this gravitational well. Conclusions: The tentative detection of the co-orbital dust trap that we report requires additional observations to be confirmed. We predict that we could detect the co-orbital motion of PDS 70 b and the dust presumably associated with $L_5$ by observing again with the same sensitivity and angular resolution as early as February 2026.

Autores: Olga Balsalobre-Ruza, Itziar de Gregorio-Monsalvo, Jorge Lillo-Box, Nuria Huélamo, Álvaro Ribas, Myriam Benisty, Jaehan Bae, Stefano Facchini, Richard Teague

Última atualização: 2023-07-24 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.12811

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.12811

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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