Os astrônomos teorizam que, quando nosso Sol ainda era jovem, ele estava cercado por um disco de poeira e gás, do qual os planetas se formaram. É ainda teorizado que a maioria das estrelas em nosso Universo é inicialmente cercada dessa maneira por um "disco protoplanetário" e que em aproximadamente 30% dos casos, esses discos se tornarão um planeta ou sistema de planetas.
Normalmente, esses discos orbitam em torno da banda equatorial (também conhecida como eclíptica) de uma estrela ou sistema de estrelas. No entanto, uma nova pesquisa conduzida por um grupo internacional de cientistas descobriu o primeiro exemplo de um sistema estelar binário em que a orientação foi invertida e o disco agora orbita as estrelas em torno de seus polos (perpendicular à eclíptica).
Pelo bem de seu estudo, publicado recentemente na revista científica Natureza, a equipe confiou no Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) para obter imagens de alta resolução do HD 98800, um sistema estelar quádruplo a cerca de 146,4 anos-luz da Terra. Dentro desse sistema, eles viram um par binário interno (HD 98800BaBb) de duas estrelas semelhantes ao Sol cercadas por um disco do tamanho de um cinturão de asteróides.
Essa descoberta confirma algo que antes era apenas uma teoria para os astrônomos, que era que alguns discos de detritos poderiam ter uma configuração polar. Como disse o Dr. Grant M. Kennedy, pesquisador da Royal Society University da Universidade de Warwick e principal autor do estudo, em um comunicado de imprensa da Warwick:
“Discos ricos em gás e poeira são vistos em quase todas as estrelas jovens, e sabemos que pelo menos um terço das que orbitam estrelas únicas formam planetas. Alguns desses planetas acabam sendo desalinhados com o giro da estrela, por isso pensamos se algo semelhante seria possível para planetas circumbinários. Uma peculiaridade da dinâmica significa que um chamado desalinhamento polar deve ser possível, mas até agora não tínhamos evidências de discos desalinhados nos quais esses planetas poderiam se formar. ”
Embora seja difícil observar usando a óptica convencional, os discos de detritos são relativamente fáceis de estudar nos comprimentos de onda do rádio e do infravermelho distante (isto é, milímetro e submilitro), devido a toda a radiação que absorvem de suas estrelas-mãe. O Dr. Kennedy e seus colegas pesquisadores confiaram na reconhecida capacidade do ALMA de estudar objetos nesses comprimentos de onda para determinar a orientação do disco circoplinário protoplanetário do HD 98800BaBb.
A órbita do binário já era conhecida graças a pesquisas anteriores que determinavam como as estrelas orbitam uma em relação à outra. Combinando isso com os dados obtidos pelo ALMA, o Dr. Kennedy e sua equipe conseguiram estabelecer que a orientação do disco de detritos era consistente com uma órbita perfeitamente polar. Isso significava que, enquanto as duas estrelas orbitam uma na outra em um plano, o disco orbita em um plano perpendicular a elas.
O aspecto mais empolgante desse achado, segundo o Dr. Kennedy, é que ele demonstra que os planetas podem se formar sob condições radicalmente diferentes daquelas com as quais estamos familiarizados. Como ele colocou:
“Talvez a coisa mais empolgante dessa descoberta seja que o disco mostre algumas das mesmas assinaturas que atribuímos ao crescimento de poeira nos discos em torno de estrelas únicas. Entendemos que isso significa que a formação de planetas pode pelo menos começar nesses discos circumbinários polares. Se o resto do processo de formação do planeta puder acontecer, pode haver uma população inteira de planetas circumbinários desalinhados que ainda precisamos descobrir e coisas como variações sazonais estranhas a serem consideradas. ”
"Estranho" é certamente uma descrição precisa! Imagine, se você quiser, planetas onde um anel brilhante aparece à noite, chega do fundo do horizonte e se estende por todo o caminho. O ciclo diurno também seria muito diferente, pois as duas estrelas se movem pelo céu tanto vertical quanto horizontalmente ao longo de um ano. E em certas épocas do ano, apenas uma estrela seria aparente à medida que se orbitavam.
A configuração polar também significaria algumas variações sazonais incomuns, nas quais diferentes latitudes receberiam mais ou menos iluminação durante todo o período orbital do planeta. Combinadas com a própria rotação do planeta, as temperaturas e as condições da luz do dia variam consideravelmente em torno do equador. Dependendo do período orbital, as regiões polares podem sofrer verões e invernos por anos seguidos.
Esta última descoberta indica que, além de ter composições e ambientes exóticos, os planetas extra-solares também podem experimentar órbitas exóticas. Daniel Price, professor associado e bolsista do ARC Future no Monash Center for Astrophysics (MoCA) e co-autor do artigo, explicou:
“Costumávamos pensar que outros sistemas solares se formariam como os nossos, com os planetas orbitando na mesma direção em torno de um único sol. Mas com as novas imagens, vemos um disco rodopiante de gás e poeira orbitando em torno de duas estrelas. Foi bastante surpreendente descobrir também que esse disco orbita em ângulo reto com a órbita das duas estrelas. Incrivelmente, mais duas estrelas foram vistas orbitando esse disco. Então, se os planetas nascessem aqui, haveria quatro sóis no céu!
Além de ser um primeiro científico que valida as previsões feitas pelos astrônomos, essa descoberta mais recente também pode nos ensinar muito sobre como os planetas podem se formar em outros sistemas solares. Como os ciclos orbital e diurno são um fator importante quando se trata de vida na Terra, talvez esses sistemas e outros semelhantes também possam nos ensinar uma coisa ou duas sobre como a vida pode emergir em outros planetas.
