Revolução na astrofísica: Novo modelo para a formação de planetas!

Revolução na astrofísica: Novo modelo para a formação de planetas!

No dia 21 de julho de 2025 será apresentada uma nova experiência que representa um avanço significativo no estudo da formação planetária. Cientistas da Universidade de Greifswald desenvolveram um modelo de tornado de água que simula os processos complexos em discos de acreção que rodeiam estrelas jovens. Estes discos de acreção desempenham um papel crucial na astrofísica, transportando matéria para objetos centrais e permitindo a formação de planetas.

Nos discos de acreção, que consistem em gás e poeira em rotação, partículas microscópicas orbitam um objeto central que influencia a área circundante através de sua gravidade. O gás nestes discos contém gases atômicos e ionizados, bem como poeira interestelar. Durante o processo, os objetos centrais ganham massa à medida que parte do gás atinge o centro do disco. No entanto, estes processos dinâmicos são difíceis de observar, o que desafia a investigação em astronomia.

O modelo de tornado de água

O modelo de tornado de água recentemente desenvolvido atua como um protótipo para replicar os movimentos em discos de acreção formadores de planetas. Os cientistas que trabalham com Mario Flock, que trabalha no Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), descobriram que uma simulação das condições do campo gravitacional pode ser alcançada através da configuração experimental de dois cilindros de Plexiglas de larguras diferentes. Isto faz com que a água gire, criando um funil que imita as propriedades de um disco protoplanetário.

Experimentos iniciais com esferas de polipropileno para analisar o comportamento do fluxo mostraram que muitas dessas esferas não correspondiam à primeira lei de Kepler, enquanto outras leis foram bem reproduzidas. Essas descobertas são promissoras, pois podem permitir uma melhor compreensão das propriedades físicas dos discos de acreção.

Insights e desafios adicionais

Os desafios na simulação de discos de acreção são significativos. Esses discos podem variar em diâmetro de algumas centenas de unidades astronômicas a centenas de parsecs, e a matéria pode exceder a massa do objeto central em 1-2 ordens de magnitude. Além disso, a estrutura térmica desses discos pode chegar a milhões de Kelvin, o que aumenta ainda mais a complexidade das simulações.

O perfil de radiação dos discos de acreção, responsável pelo seu brilho, é composto pela radiação de muitos anéis em diferentes temperaturas e varia do infravermelho aos raios X duros. Isto torna necessário comparar as simulações com medições reais para evitar potenciais artefatos computacionais.

O modelo de tornado de água poderia ajudar a aliviar algumas dessas dificuldades e é uma abordagem promissora para estudar processos em discos de formação planetária. Os cientistas esperam fazer ajustes para melhorar ainda mais a precisão, o que poderá ter implicações de longo alcance para a astronomia.

Além dos investigadores da Universidade de Greifswald, vários cientistas do MPIA também estão envolvidos neste projeto. Mario Flock, que lidera um grupo de trabalho no MPIA, recebeu uma bolsa ERC Consolidator Grant para um projeto de estudo de sistemas planetários emergentes, sublinhando a importância desta investigação.

Mais detalhes sobre discos de acréscimo e suas propriedades podem ser encontrados nos relatórios abrangentes de Cosmos Indireto bem como nas percepções de Universidade de Greifswald.