Astrônomos utilizaram o Telescópio Espacial James Webb para observar o primeiro cinturão de asteroides visto fora do nosso sistema solar e, ao longo do caminho, revelaram algumas surpresas cósmicas.

O observatório espacial concentrou-se na poeira quente que circunda Fomalhaut, uma estrela jovem e brilhante localizada a 25 anos-luz da Terra na constelação de Piscis Austrinus.

O disco empoeirado ao redor de Fomalhaut foi inicialmente descoberto em 1983 usando o Satélite Astronômico Infravermelho da NASA. Mas os pesquisadores de Webb não esperavam ver três anéis aninhados de poeira se estendendo por 14 bilhões de milhas (23 bilhões de quilômetros) da estrela - ou 150 vezes a distância da Terra ao sol.

A nova visão de Webb revelou os dois cinturões internos de Fomalhaut pela primeira vez, que não apareceram em imagens anteriores tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble ou outros observatórios.

A imagem detalhada dos cinturões de poeira, capturada em luz infravermelha invisível ao olho humano, mostrou que as estruturas são mais complexas do que o cinturão principal de asteroides e o Cinturão de Kuiper em nosso sistema solar.

A revelação dos dois anéis internos de Fomalhaut sugeriu que planetas escondidos mais profundamente dentro do sistema estelar podem estar afetando a forma do cinturão de poeira. O cinturão externo de Fomalhaut sozinho é cerca de duas vezes a escala do Cinturão de Kuiper. A nova imagem e um estudo detalhando as descobertas foram publicados na segunda-feira na revista Nature Astronomy.

As forças gravitacionais moldam os anéis

Os cinturões massivos de poeira de Fomalhaut provavelmente foram criados a partir dos detritos deixados para trás quando corpos maiores, como asteroides e cometas, colidiram.

Em seguida, a poeira foi moldada em cinturões pela influência gravitacional do que os pesquisadores acreditam serem planetas invisíveis que orbitam a estrela, da mesma maneira que Júpiter e Netuno moldam nosso cinturão de asteroides e a borda interna do Cinturão de Kuiper.

“Eu descreveria Fomalhaut como o arquétipo de discos de detritos encontrados em outras partes de nossa galáxia, porque tem componentes semelhantes aos que temos em nosso próprio sistema planetário”, disse o autor principal do estudo, András Gáspár, professor assistente de pesquisa de astronomia na Universidade do Arizona em Tucson, em um comunicado.

Ao combinar a nova observação de Webb com imagens tiradas anteriormente pelo Hubble, o Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Europeia e a Matriz de Telescópios Grande de Milímetro / Submilímetro de Atacama, os cientistas podem ter uma visão mais detalhada de como os cinturões de detritos se formam ao redor das estrelas.

Webb também observou uma característica que Gáspár chama de “a grande nuvem de poeira”, onde dois corpos celestes podem ter colidido no anel externo. A nuvem é separada de outra característica avistada pelo Hubble em 2008 que pode ter sido um planeta - mas observações posteriores mostraram que o objeto desapareceu até 2014, implicando outra colisão que deixou apenas poeira em seu rastro.

As estrelas se formam a partir de gás e poeira e, em seguida, um anel de material restante chamado disco protoplanetário orbita a estrela, onde os planetas nascem. A ideia do disco originou-se dos astrônomos Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace no final do século XVIII. Depois que os planetas se formam ao redor de uma estrela, os cinturões de detritos se formam e são moldados pela gravidade dos planetas. Dentro dos cinturões, objetos como asteroides colidem e criam mais detritos e poeira.

Estudar os cinturões de poeira pode ajudar a desbloquear mais segredos sobre como os sistemas planetários se formam.

“Os cinturões ao redor de Fomalhaut são uma espécie de romance de mistério: onde estão os planetas?” disse o coautor do estudo, George Rieke, professor-regente de astronomia e ciências planetárias na Universidade do Arizona em Tucson e líder da equipe científica para o Instrumento de Infravermelho Médio de Webb usado nas observações, em um comunicado. “Acho que não é um salto muito grande dizer que há provavelmente um sistema planetário realmente interessante ao redor da estrela.”