Descoberta na estrela Fomalhaut sugere planeta oculto moldando disco de detritos excêntrico (IMAGENS)

Fomalhaut é uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno, localizada a cerca de 25 anos-luz da Terra. Por ser relativamente jovem, com cerca de 440 milhões de anos, ela ainda está cercada por um disco de detritos ativo, formado por rochas e poeira resultantes de colisões entre planetesimais.

Esses discos são ambientes propícios à formação de exoplanetas, tornando Fomalhaut um alvo valioso para estudos sobre a origem de sistemas planetários.

Detectar exoplanetas em discos de detritos é um desafio, pois eles não são facilmente visíveis. Os astrônomos, quando analisam a forma e a morfologia dos discos para inferir a presença de planetas, descobriram a presença de uma deformação incomum no disco de Fomalhaut, e sugeriram que essa característica pode ser causada por um planeta massivo orbitando a estrela — embora ainda não tenha sido diretamente observado.

Dois estudos publicados no The Astrophysical Journal e no The Astrophysical Journal Letters trazem novas observações sobre o disco de Fomalhaut e utilizam dados de alta resolução obtidos pelo ALMA e pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês). O primeiro, liderado por Joshua Lovell, revela um gradiente de excentricidade no disco. O segundo, liderado por Jay Chittidi, confirma variações na largura apsidal do disco.

A principal descoberta é que o disco de Fomalhaut é excêntrico, mas essa excentricidade não é constante, ou seja, ela diminui com a distância da estrela, formando um gradiente de excentricidade negativo. Essa variação nunca havia sido demonstrada de forma conclusiva em discos de detritos, e os dados obtidos permitem uma análise mais detalhada da estrutura do disco.

Além da excentricidade, os pesquisadores observaram que o lado sudeste do disco é 4 unidades astronômicas (UA) mais largo que o lado noroeste. Essa assimetria pode ser causada por planetas ocultos que influenciam a forma do disco. Modelos ajustados aos dados sugerem que tais planetas podem ser responsáveis por esculpir o disco e gerar o gradiente de excentricidade observado.

As observações do JWST revelaram a existência de um “cinturão intermediário” com bordas entre 83 e 104 UA. Com base nisso, os pesquisadores propuseram dois cenários: um planeta entre 109 e 115 UA, que influencia o cinturão principal, e outro entre 70 e 75 UA, localizado dentro do cinturão intermediário. Ambos os cenários ajudam a explicar as estruturas observadas no disco.

A modelagem indica que o disco de Fomalhaut pode ter nascido excêntrico, e que as interações com planetas são responsáveis por moldar sua morfologia, como bordas internas e lacunas. No entanto, essas interações não explicam a excentricidade, reforçando a hipótese de que ela é uma característica primordial do sistema. As variações de brilho e subestruturas nos anéis também desafiam modelos anteriores.

Apesar dos avanços, os métodos atuais de detecção não conseguem identificar diretamente os planetas que podem estar influenciando o disco. A massa e a órbita dos possíveis planetas estão abaixo dos limites de sensibilidade dos instrumentos disponíveis.