Os anéis e divisões no disco de poeira de IRS 63, em comparação com uma figura das órbitas do nosso próprio Sistema Solar à mesma escala e orientação do disco de IRS 63. As localizações dos anéis são idênticas às posições de objetos no nosso Sistema Solar, com o anel mais interior mais ou menos do tamanho da órbita de Neptuno e o anel exterior um pouco mais largo do que a órbita de Plutão.
Uma equipa internacional de cientistas liderada por Dominique Segura-Cox do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre na Alemanha teve como alvo a protoestrela IRS 63 com o radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Este sistema está a 470 anos-luz da Terra e encontra-se nas profundezas da nuvem interestelar L1709, na direção da constelação de Ofiúco. As protoestrelas tão jovens quanto IRS 63 ainda estão envoltas num grande e massivo invólucro de gás e poeira, e a protoestrela e o seu disco alimentam-se deste reservatório de material.
Foram previamente detetados anéis de poeira, em grande número, em sistemas com mais de 1 milhão de anos, depois das protoestrelas terminarem de reunir a maior parte da sua massa. IRS 63 é diferente: com menos de 500.000 anos, tem menos de metade da idade de outras estrelas jovens com anéis de poeira e a protoestrela ainda crescerá significativamente de massa. "Os anéis do disco em torno de IRS 63 são tão jovens," enfatiza Segura-Cox. "Costumávamos pensar que as estrelas entravam primeiro na idade adulta e depois é que eram as mães dos planetas, planetas estes que surgiam mais tarde. Mas agora vemos que as protoestrelas e os planetas crescem e evoluem juntos desde os primeiros tempos, como irmãos."
Os planetas enfrentam alguns obstáculos sérios durante os seus estágios iniciais de formação. Eles precisam de crescer a partir de minúsculas partículas de poeira, mais pequenas que o típico pó das nossas casas aqui na Terra. "Os anéis no disco de IRS 63 são enormes amontoados de poeira, prontos para se combinarem em planetas," observa a coautora Anika Schmiedeke do mesmo instituto. No entanto, mesmo depois da poeira se aglomerar para formar um embrião planetário, o planeta ainda em formação pode desaparecer espiralando para dentro, sendo consumido pela protoestrela central. Se os planetas começarem a formar-se muito cedo e a grandes distâncias da protoestrela, podem melhor sobreviver a este processo.
A equipa de investigadores descobriu que existem cerca de 0,5 massas de Júpiter de poeira no jovem disco de IRS 63 a mais de 20 UA do seu centro (uma distância idêntica à órbita de Úrano no nosso Sistema Solar). Isto sem contar com a quantidade de gás, que pode totalizar até 100 vezes mais material. São necessárias pelo menos 0,03 massas de Júpiter de material sólido para formar um núcleo planetário que irá acretar gás de forma eficiente e crescer para formar um planeta gigante gasoso. Jaime Pineda, membro da equipa e também do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, acrescenta: "Estes resultados mostram que devemos concentrar-nos nos sistemas mais jovens para entender verdadeiramente a formação planetária". Por exemplo, há cada vez mais evidências de que Júpiter pode realmente ter-se formado muito mais longe no Sistema Solar, para lá da órbita de Neptuno, e depois migrado para dentro até à sua posição atual. Da mesma forma, a poeira em torno de IRS 63 mostra que há material suficiente, longe da protoestrela, e num estágio jovem o suficiente, para que este análogo do Sistema Solar forme planetas do mesmo modo que se suspeita que Júpiter se tenha formado.
"O tamanho do disco é muito semelhante ao do nosso próprio Sistema Solar", explica Segura-Cox. "Até a massa da protoestrela é um pouco menor que a do nosso Sol. O estudo destes discos jovens, formadores de planetas, em torno de protoestrelas, pode dar-nos importantes informações sobre as nossas próprias origens."
A densa região L1709 na Nuvem Molecular de Ofiúco, mapeada pelo Telescópio Espacial Herschel, que rodeia e alimenta material à muito mais pequena protoestrela IRS 63 e ao seu disco de formação planetária (posição assinalada pela cruz preta).
Crédito: Instituto Max Planck Física Extraterrestre/D. Segura-Cox, dados do Herschel da ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian