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Pressão do disco de formação do Sistema Solar pode ter afetado planetas

·3 min de leitura

Antes mesmo de os planetas do Sistema Solar se formarem, o Sol era cercado por anéis de gás e poeira de alta pressão, que talvez sejam os responsáveis pela arquitetura do nosso sistema. Esta é a conclusão de um novo estudo liderado pelo astrofísico André Izidoro, da Rice University, no qual ele e seus colegas trabalharam com centenas de simulações da formação do Sistema Solar.

Izidoro observou que, se as superterras (exoplanetas rochosos maiores que a Terra e menores que subnetunos) são comuns em outros sistemas, então faz sentido pensar que o natural seria haver uma delas no nosso Sistema Solar. “Propomos que os picos de pressão produziram reservas desconectadas do material do disco no Sistema Solar interno e externo, e regulou quanto material sobraria para os planetas solares internos”, disse.

Os picos que Izidoro mencionou foram utilizados no modelo. Trata-se de três faixas de alta pressão, formadas no disco de gás e poeira que envolvia o Sol jovem. Estes “picos” já foram observados em discos estelares com anéis ao redor de estrelas distantes, e o estudo explicou como estas colisões e anéis podem ter afetado a arquitetura do Sistema Solar.

Imagem do telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mostrando anéis ao redor da estrela HD163296 (Imagem: Reprodução/Andrea Isella/Rice University)
Imagem do telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mostrando anéis ao redor da estrela HD163296 (Imagem: Reprodução/Andrea Isella/Rice University)

Durante décadas, os cientistas acreditaram que o gás e poeira dos discos protoplanetários ficava cada vez menos densa, adquirindo estrutura mais lisa e suave — contudo, as simulações mostraram que é menos provável que planetas sejam formados em discos assim. “Em um disco liso, todas as partículas sólidas deveriam ter sido arrastadas para dentro rapidamente, sendo perdidas na estrela”, explicou Andrea Isella, coautor do estudo.

Algo precisa parar este movimento para o material poder se acumular e formar planetas. Conforme as partículas se movem mais rapidamente que o gás ao redor nestas estruturas, elas são afetadas por um vento em direção contrária, seguindo para a estrela. No caso dos picos, a pressão do gás aumenta, as moléculas gasosas se movem mais rapidamente e as partículas sólidas não sofrem mais o efeito do vento; com isso, a poeira pode se acumular nas áreas de pressão.

No modelo, Izidoro e seus colegas consideraram que os picos de pressão se formaram no Sistema Solar primordial em três diferentes regiões; nelas, as partículas teriam liberado grandes quantidades de gás vaporizado. Nas simulações, os picos de pressão em linhas de sublimação de silicato, água e monóxido de carbono criaram três diferentes anéis.

Na parte do silicato, o dióxido de silício se tornou vapor e produziu o anel mais próximo, que daria origem a Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Já o anel do meio se formou em uma região com temperatura alta o suficiente para o gelo ser vaporizado, enquanto o mais distante ficou a linha do monóxido de carbono.

Representação dos três anéis de formação de planetesimais; a vaporização dos silicatos, água e monóxido de carbono, na parte superior, formaram os picos de pressão (Imagem: Reprodução/Rajdeep Dasgupta)
Representação dos três anéis de formação de planetesimais; a vaporização dos silicatos, água e monóxido de carbono, na parte superior, formaram os picos de pressão (Imagem: Reprodução/Rajdeep Dasgupta)

Os discos protoplanetários esfriam ao longo do tempo, de modo que as linhas de sublimação teriam migrado em direção ao Sol — e o resultado disso é o acúmulo de poeira em planetesimais que, depois, se uniriam para formar planetas. “Nosso modelo mostra que os picos de pressão podem concentrar poeira, e eles podem funcionar como fábricas de planetesimais”, explicou Izidoro.

Por fim, o modelo previu corretamente que Marte deveria ter cerca de 10% da massa da Terra por ter sido formado em uma região do disco menos massiva. As simulações indicaram que o anel do meio seria o responsável por evitar que o material do Sistema Solar externo entrasse no interno, e também mostrou o Cinturão de Asteroides na localização correta.

Fonte: Canaltech

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