James Webb detecta pistas da formação da Terra há bilhões de anos

A análise de imagens enviadas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) permitiu que cientistas fizessem uma descoberta revolucionária: a forma como os planetas, inclusive a Terra, se formaram. Observando a maneira pela qual os discos formadores de planetas liberam uma espécie de “vapor” frio, o JWST acabou por confirmar a deriva de cascalhos gelados das regiões externas dos discos para a zona rochosa dos planetas.

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Há muito que os teóricos propõem que os seixos gelados que se formam nas regiões externas e mais frias dos discos protoplanetários seriam as “sementes” formadoras de planetas. Mas, para que isso acontecesse, era preciso que essas pedrinhas de gelo se deslocassem para dentro, em direção à estrela, devido ao atrito no disco gasoso, entregando tanto sólidos como água aos planetas.

O JWST detectou esse excesso de vapor d’água em dois discos compactos de gás e poeira orbitando jovens estrelas de dois a três milhões de anos, o que indica serem praticamente bebês na escala cósmica. O “berçário” foi localizado na região de formação estelar de Touro, a cerca de 430 anos-luz da Terra.

Como funciona a formação planetária que deu origem à Terra?

Espectro de emissão de água quente e fria nos discos.Fonte:  NASA/ESA/CSA/Leah Hustak 

A teoria astronômica propõe que os planetas se formam por acreção, ou seja, acumulação de matéria na superfície de um astro pela força da gravidade. Na acreção de seixo, essa matéria são pedaços de silicato revestidos de gelo, medindo de centímetros a um metro, que se estruturam nas bordas congelantes de um disco formador. Mas o atrito com gás no disco possivelmente sequestra essas pedras de sua órbita para dentro do disco.

Uma vez no reino interno, acredita-se que esses seixos colidam uns com os outros e comecem a aderir até formar o protoplaneta. A partir daí, a gravidade se torna mais forte e continua a absorver mais seixos, acelerando o crescimento do planeta.

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Mas, à medida que se deslocam para o interior do disco, os seixos ultrapassam um limite chamado “linha da neve”, onde a temperatura interna é muito alta para que a água se mantenha no estado sólido. Quando isso acontece, o revestimento gelado vaporiza e provoca uma injeção de vapor de água fria no interior do disco. E foi isso que o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST rastreou.

Deriva do seixo gelado na formação planetária

Interpretação dos dados do MIRI.Fonte:  NASA/ESA/CSA/Joseph Olmsted 

O JWST observou quatro discos formadores, dois compactos e dois grandes, mas o vapor d’água só foi encontrado nos menores. A discrepância só foi esclarecida quando o primeiro autor do artigo, professor Andrea Bazatti, sobrepôs os dados dos dois conjuntos.

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A explicação é: os discos compactos têm água extrafria mesmo dentro da linha de neve, cerca de dez vezes mais perto do que a órbita de Netuno. Ou seja, "o Webb finalmente revelou a conexão entre o vapor d'água no disco interno e a deriva de seixos gelados do disco externo", concluiu Banzatti.

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