Disco de detritos
Um disco de detritos é um disco circunstelar de poeira e detritos em órbita ao redor de uma estrela. Às vezes esses discos contêm anéis salientes, como visto na imagem de Fomalhaut à direita. Discos de detritos foram encontrados tanto em estrelas maduras quanto em jovens, bem como pelo menos um disco de detritos em órbita de uma estrela de nêutrons evoluída.[1] Discos de detritos mais jovens podem constituir uma fase na formação de um sistema planetário, seguindo a fase do disco protoplanetário, quando planetas terrestres podem acabar de crescer.[2] Eles também podem ser produzidos e mantidos como remanescentes de colisões entre planetesimais, asteroides e cometas.[3]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Fomalhaut_with_Disk_Ring_and_extrasolar_planet_b.jpg/300px-Fomalhaut_with_Disk_Ring_and_extrasolar_planet_b.jpg)
Até 2001, tinham sido encontradas mais de 900 estrelas que possuíam um disco de detritos. Eles normalmente são encontrados ao se examinar o sistema estelar em luz infravermelha, procurando-se um excesso de radiação além daquela emitida pela estrela. Infere-se que este excesso seja radiação da estrela que foi absorvida pela poeira do disco e depois reemitida como radiação infravermelha.[4]
Discos de detritos são frequentemente descritos como análogos massivos dos detritos no Sistema Solar. A maioria dos discos de detritos conhecidos tem raio de 10-100 unidades astronômicas; eles se parecem com o cinturão de Kuiper no Sistema Solar, mas com muito mais poeira. Alguns discos de detritos contêm um componente de poeira mais quente localizada a até 10 UA da estrela central. Esta poeira é às vezes chamada poeira exozodiacal por analogia com a poeira zodiacal no Sistema Solar.
História observacional
editarEm 1984, um disco de detritos foi detectado ao redor da estrela Vega, utilizando-se o satélite IRAS. Inicialmente, acreditou-se ser um disco protoplanetário, mas hoje se pensa ser um disco de detritos, devido à ausência de gás no disco e à idade da estrela. Subsequentemente, foram encontradas irregularidades no disco, que podem ser indicativas da presença de corpos planetários.[6] Descobertas similares de discos de detritos foram feitas em torno das estrelas Fomalhaut e Beta Pictoris.
Foi reportado que a estrela próxima 55 Cancri, um Sistema que se sabe conter cinco planetas, também possui um disco de detritos,[7] mas esta detecção não pôde ser confirmada.[8] As estruturas no disco de detritos ao redor de Epsilon Eridani sugerem perturbações por um corpo planetário em órbita em torno da estrela, as quais podem ser utilizadas para delimitar a massa e a órbita do planeta.[9]
Em 24 de abril de 2014, a NASA reportou ter detectado discos de detritos em imagens de arquivo de diversas estrelas jovens, HD 141943 e HD 191089, visualizadas inicialmente entre 1999 e 2006 com o Hubble, mas usando processos de obtenção de imagens aprimoradas recentemente.[10]
Origem
editarDurante a formação de uma estrela semelhante ao Sol, o objeto passa pela fase T Tauri, durante a qual ele é cercado por uma nebulosa em forma de disco. Deste material são formados planetesimais, que podem passar por um processo de acreção para formar planetas. A nebulosa continua a orbitar a estrela pré-sequência principal por um período de 1-20 milhões de anos, até que ela é dispersa pela pressão de radiação e outros processos. Poeira adicional pode então ser gerada por colisões entre os planetesimais, formando um disco com os detritos resultantes. Em algum ponto durante sua vida, pelo menos 45% dessas estrelas são envolvidas por um disco de detritos, que pode ser detectado pela emissão termal da poeira, usando-se um telescópio de infravermelho. Repetidas colisões podem fazer com que um disco persista por grande parte da vida de uma estrela.[11]
Discos de detritos típicos contêm pequenos grãos de tamanho entre 1-100 μm. Colisões moem esses grãos até tamanhos submicrométricos, que podem ser removidos do sistema pela pressão de radiação da estrela central. Alternativamente, em discos muito tênues como aqueles do Sistema Solar, o efeito Poynting-Robertson pode fazer com que as partículas migrem em espiral para dentro. Ambos os processos limitam o tempo de vida do disco em 10 milhões de anos ou menos. Isto pode ocorrer, por exemplo, por meio de colisões entre corpos maiores, seguidas por uma cascata que mói os objetos até os pequenos grãos observados.[12]
Para que colisões ocorram em um disco de detritos, os corpos devem ser suficientemente perturbados gravitacionalmente para criar velocidades de colisão relativamente grandes. Um sistema planetário em torno de uma estrela pode causar essas perturbações, assim como uma companheira de uma estrela binária ou a aproximação de outra estrela.[12] A presença de um disco de detritos pode indicar uma alta probabilidade de planetas terrestres orbitando a estrela.[13]
Discos conhecidos
editarDiscos de poeira ou de detritos foram detectados ao redor de muitas estrelas, como o Sol e os seguintes:
Estrela | Classe espectral class[14] |
Distância (Ano-luz) |
Órbita (UA) |
Notas |
---|---|---|---|---|
Epsilon Eridani | K2V | 10,5 | 35–75 | [9] |
Tau Ceti | G8V | 11,9 | 35–50 | [15] |
Vega | A0V | 25 | 86–200 | [6][16] |
Fomalhaut | A3V | 25 | 133–158 | [6] |
AU Microscopii | M1Ve | 33 | 50–150 | [17] |
HD 181327 | F5.5V | 51,8 | 89-110 | [18] |
HD 69830 | K0V | 41 | <1 | [19] |
HD 207129 | G0V | 52 | 148–178 | [20] |
HD 139664 | F5IV–V | 57 | 60–109 | [21] |
Eta Corvi | F2V | 59 | 100–150 | [22] |
HD 53143 | K1V | 60 | ? | [21] |
Beta Pictoris | A6V | 63 | 25–550 | [16] |
Zeta Leporis | A2Vann | 70 | 2–8 | [23] |
HD 92945 | K1V | 72 | 45–175 | [24] |
HD 107146 | G2V | 88 | 130 | [25] |
Gamma Ophiuchi | A0V | 95 | 520 | [26] |
HR 8799 | A5V | 129 | 75 | [27] |
51 Ophiuchi | B9 | 131 | 0,5–1200 | [28] |
HD 12039 | G3–5V | 137 | 5 | [29] |
HD 98800 | K5e (?) | 150 | 1 | [30] |
HD 15115 | F2V | 150 | 315–550 | [31] |
HR 4796 A | A0V | 220 | 200 | [32][33] |
HD 141569 | B9.5e | 320 | 400 | [33] |
HD 113766 A | F4V | 430 | 0,35–5,8 | [34] |
HD 141943 | [10] | |||
HD 191089 | [10] |
A distância orbital do disco é uma distância estimada média ou uma faixa, baseada na medição direta das imagens ou derivada da temperatura do disco.
Referências
- ↑ Wang, Z.; Chakrabarty, D.; Kaplan, D. L. (2006). «A debris disk around an isolated young neutron star». Nature. 440 (7085): 772–775. Bibcode:2006astro.ph..4076W. PMID 16598251. arXiv:astro-ph/0604076 . doi:10.1038/nature04669
- ↑ «Spitzer Team Says Debris Disk Could Be Forming Infant Terrestrial Planets». NASA. 14 de dezembro de 2005. Consultado em 3 de janeiro de 2007. Arquivado do original em 8 de setembro de 2006
- ↑ «Spitzer Sees Dusty Aftermath of Pluto-Sized Collision». NASA. 10 de janeiro de 2005. Consultado em 3 de janeiro de 2007. Arquivado do original em 8 de setembro de 2006
- ↑ «Debris Disk Database». Royal Observatory Edinburgh. Consultado em 3 de janeiro de 2007. Arquivado do original em 10 de agosto de 2008
- ↑ «Mysterious Ripples Found Racing Through Planet-forming Disc». Consultado em 8 de outubro de 2015
- ↑ a b c «Astronomers discover possible new Solar Systems in formation around the nearby stars Vega and Fomalhaut» (Nota de imprensa). Joint Astronomy Centre. 21 de abril de 1998. Consultado em 24 de abril de 2006. Arquivado do original em 16 de dezembro de 2008
- ↑ «University Of Arizona Scientists Are First To Discover Debris Disk Around Star Orbited By Planet». ScienceDaily. 3 de outubro de 1998. Consultado em 24 de maio de 2006
- ↑ Schneider, G.; Becklin, E. E.; Smith, B. A.; Weinberger, A. J.; Silverstone, M.; Hines, D. C. (2001). «NICMOS Coronagraphic Observations of 55 Cancri». The Astronomical Journal. 121 (1): 525–537. Bibcode:2001AJ....121..525S. arXiv:astro-ph/0010175 . doi:10.1086/318050
- ↑ a b Greaves, J. S.; Holland, W. S.; Wyatt, M. C.; Dent, W. R. F.; Robson, E. I.; Coulson, I. M.; Jenness, T.; Moriarty-Schieven, G. H.; Davis, G. R.; Butner, H. M.; Gear, W. K.; Dominik, C.; Walker, H. J. (2005). «Structure in the Epsilon Eridani Debris Disk». The Astrophysical Journal. 619 (2): L187 – L190. Bibcode:2005ApJ...619L.187G. doi:10.1086/428348
- ↑ a b c d Harrington, J.D.; Villard, Ray (24 de abril de 2014). «RELEASE 14-114 Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in NASA's Hubble Archive». NASA. Consultado em 25 de abril de 2014. Cópia arquivada em 25 de abril de 2014
- ↑ Thomas, Paul J. (2006). Comets and the origin and evolution of life. Col: Advances in astrobiology and biogeophysics 2nd ed. [S.l.]: Springer. p. 104. ISBN 3-540-33086-0
- ↑ a b Kenyon, Scott; Bromley, Benjamin (2007). «Stellar Flybys & Planetary Debris Disks». Smithsonian Astrophysical Observatory. Consultado em 23 de julho de 2007
- ↑ Raymond, Sean N.; Armitage, P. J.; et al. (2011). «Debris disks as signposts of terrestrial planet formation». Astronomy & Astrophysics. 530: A62. Bibcode:2011A&A...530A..62R. arXiv:1104.0007 . doi:10.1051/0004-6361/201116456
- ↑ «SIMBAD: Query by identifiers». Centre de Données astronomiques de Strasbourg. Consultado em 17 de julho de 2007
- ↑ Greaves, J. S.; Wyatt, M. C.; Holland, W. S.; Dent, W. R. F. (2004). «The debris disc around tau Ceti: a massive analogue to the Kuiper Belt». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 351 (3): L54–L58. Bibcode:2004MNRAS.351L..54G. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07957.x
- ↑ a b Backman, D. E. (1996). «Dust in beta PIC / VEGA Main Sequence Systems». Bulletin of the American Astronomical Society. 28. 1056 páginas. Bibcode:1996DPS....28.0122B
- ↑ Sanders, Robert (8 de janeiro de 2007). «Dust around nearby star like powder snow». UC Berkeley News. Consultado em 11 de janeiro de 2007
- ↑ Lebreton, J.; Augereau, J.-C.; Thi, W.-F.; Roberge, A.; et al. (2012). «An icy Kuiper belt around the young solar-type star HD 181327». Astronomy & Astrophysics. 539 (1): A17. Bibcode:2012A&A...539A..17L. arXiv:1112.3398 . doi:10.1051/0004-6361/201117714
- ↑ Lisse, C. M.; Beichman, C. A.; Bryden, G.; Wyatt, M. C. (1999). «On the Nature of the Dust in the Debris Disk around HD 69830». The Astrophysical Journal. 658 (1): 584–592. Bibcode:2007ApJ...658..584L. arXiv:astro-ph/0611452 . doi:10.1086/511001
- ↑ Krist, John E.; Stapelfeldt, Karl R.; et al. (outubro de 2010). «HST and Spitzer Observations of the HD 207129 Debris Ring». The Astronomical Journal. 140 (4): 1051–1061. Bibcode:2010AJ....140.1051K. arXiv:1008.2793 . doi:10.1088/0004-6256/140/4/1051
- ↑ a b Kalas, Paul; Graham, James R.; Clampin, Mark C.; Fitzgerald, Michael P. (2006). «First Scattered Light Images of Debris Disks around HD 53143 and HD 139664». The Astrophysical Journal. 637 (1): L57–L60. Bibcode:2006ApJ...637L..57K. arXiv:astro-ph/0601488 . doi:10.1086/500305
- ↑ Wyatt, M. C.; Greaves, J. S.; Dent, W. R. F.; Coulson, I. M. (2005). «Submillimeter Images of a Dusty Kuiper Belt around Corvi». The Astrophysical Journal. 620 (1): 492–500. Bibcode:2005ApJ...620..492W. arXiv:astro-ph/0411061 . doi:10.1086/426929
- ↑ Moerchen, M. M.; Telesco, C. M.; Packham, C.; Kehoe, T. J. J. (2006). «Mid-infrared resolution of a 3 AU-radius debris disk around Zeta Leporis». Astrophysical Journal Letters. 655 (2): L109. Bibcode:2007ApJ...655L.109M. arXiv:astro-ph/0612550 . doi:10.1086/511955
- ↑ Golimowski, D.; et al. (2007). «Observations and Models of the Debris Disk around K Dwarf HD 92945» (PDF). University of California, Berkeley Astronomy Department. Consultado em 17 de julho de 2007
- ↑ Williams, Jonathan P., et al. (2004). «Detection of cool dust around the G2V star HD 107146». Astrophysical Journal. 604 (1): 414–419. Bibcode:2004ApJ...604..414W. arXiv:astro-ph/0311583 . doi:10.1086/381721
- ↑ SU, K.Y.L.; et al. (2008). «The exceptionally large debris disk around γ Ophiuchi». Astrophysical Journal. 679 (2): L125–L129. Bibcode:2008ApJ...679L.125S. arXiv:0804.2924 . doi:10.1086/589508
- ↑ Marois, Christian; MacIntosh, B.; et al. (Novembro de 2008). «Direct Imaging of Multiple Planets Orbiting the Star HR 8799». Science. 322 (5906): 1348–52. Bibcode:2008Sci...322.1348M. PMID 19008415. arXiv:0811.2606 . doi:10.1126/science.1166585 (Preprint at exoplanet.eu Arquivado em 2008-12-17 no Wayback Machine)
- ↑ Stark, C.; et al. (2009). «51 Ophiuchus: A Possible Beta Pictoris Analog Measured with the Keck Interferometer Nuller». Astrophysical Journal. 703 (2): 1188–1197. Bibcode:2009ApJ...703.1188S. arXiv:0909.1821 . doi:10.1088/0004-637X/703/2/1188
- ↑ Hines, Dean C., et al. (2006). «The Formation and Evolution of Planetary Systems (FEPS): Discovery of an Unusual Debris System Associated with HD 12039». The Astrophysical Journal. 638 (2): 1070–1079. Bibcode:2006ApJ...638.1070H. arXiv:astro-ph/0510294 . doi:10.1086/498929
- ↑ Furlan, Elise; Sargent; Calvet; Forrest; D'Alessio; Hartmann; Watson; Green; et al. (2 de maio de 2007). «HD 98800: A 10-Myr-Old Transition Disk». The Astrophysical Journal. 664 (2): 1176–1184. Bibcode:2007ApJ...664.1176F. arXiv:0705.0380 . doi:10.1086/519301
- ↑ Kalas, Paul; Fitzgerald, Michael P.; Graham, James R. (2007). «Discovery of Extreme Asymmetry in the Debris Disk Surrounding HD 15115». The Astrophysical Journal. 661 (1): L85–L88. Bibcode:2007ApJ...661L..85K. arXiv:0704.0645 . doi:10.1086/518652
- ↑ Koerner, D. W.; Ressler, M. E.; Werner, M. W.; Backman, D. E. (1998). «Mid-Infrared Imaging of a Circumstellar Disk around HR 4796: Mapping the Debris of Planetary Formation». Astrophysical Journal Letters. 503 (1): L83. Bibcode:1998ApJ...503L..83K. arXiv:astro-ph/9806268 . doi:10.1086/311525
- ↑ a b Villard, Ray; Weinberger, Alycia; Smith, Brad (8 de janeiro de 1999). «Hubble Views of Dust Disks and Rings Surrounding Young Stars Yield Clues». HubbleSite. Consultado em 17 de junho de 2007
- ↑ Meyer, M. R.; Backman, D. (8 de janeiro de 2002). «Belt of Material Around Star May Be First Step in Terrestrial Planet Formation». University of Arizona, NASA. Consultado em 17 de julho de 2007. Arquivado do original em 7 de junho de 2011
Ligações externas
editar- McCabe, Caer (30 de maio de 2007). «Catalog of Resolved Circumstellar Disks». NASA JPL. Consultado em 17 de julho de 2007