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Astrónomos usam eco de luz para estudo de discos protoplanetários

Fig01: Eco de luz.
Fig02: Eco.
Fig02: Eco.

Desde miúdo aprendemos a usar a técnica do Eco para medir distâncias. Obviamente, caso estivéssemos em um ambiente totalmente escuro, bastaria gritarmos para termos noção do quão grande ou pequeno é o espaço no qual estamos. Claro, se o tempo para ouvirmos nossa voz demora muito, então, trata-se de um ambiente muito amplo. Por outro lado, se ouvirmos nossa voz após alguns segundos, então, o ambiente deve ser bem pequeno.

Outro detalhe, tanto o som quanto a luz apresentam comportamento ondulatório. Consequentemente, se há eco devido ao som da nossa voz (onda sonora), logo, há eco devido à luz.

Em Astronomia este princípio é empregado para o estudo de objectos tão longíquos que só podem ser vistos como pontos no espaço. De facto, o interesse maior está no cálculo da distância das estrelas jovens até o limite interior dos discos protoplanetários em seu redor. Vale sublinhar que os planetas são formados em discos de gás e poeira (e claro, ao longo de milhões de ano.).

Fig03: Estrela rodeada por um disco protoplanetário.
Fig03: Estrela rodeada por um disco protoplanetário.

Pergunta clássica: e para que serve isso? Acontece que a percepção dos discos protoplanetários socorre-nos a depreender alguns dos enigmas dos planetas em sistemas para lá do Sistema Solar. Furtivamente encontra dentro deste problema outras duas questões, a saber: Como os planetas se formam? Porque encontramos planetas grandes a orbitarem suas estrelas hospedeiras? Essas e outras perguntas poderão ser respondidas com o uso da técnica de “fotoreverberação”, também denominada “ecos de luz”. Como funciona? Basicamente isso se dá quando uma estrela central está a aumentar de brilho. Neste momento, parte da luz emitida assesta o disco em redor da estrela. O que provoca um “eco” moroso. Uma vez medido o tempo gasto pela luz estelar para alcançar a Terra, e posteriormente, anotado o tempo que o seu eco gastou para retornar- podemos, pois, estimar certas distâncias. Para termos dados mais precisos, foi usada uma estrela que está a aproximadamente       400 anos-luz da Terra.

Feito isso, os astrónomos combinaram dados do Spiter com observações de telescópios terrestres. Isto é, estes últimos detetaram a radiação infravermelha, cujo comprimento de onda é curto emitido directamente pela estrela. Ao passo que o Spiter detetou infravermelha com maior comprimento de onda oriunda do eco no disco. Vale sublinhar, também, que as espessas nuvens interestelares bloqueiam a passagem da luz visível – o que inviabiliza a sua utilização para este fim. Os astrónomos concluíram que a distância percorrida pela luz ao longo do desfasamento de tempo foi de um quarto do diâmeto da órbita de Mercúrio. Dito de outra maneira é o equivalente a 8% da distância entre a Terra e o Sol. Apesar de sua eficácia, esse método não nos permite estimar a altura do disco, deixando-nos somente a conhecer que sua orla interior é relativamente compacta.

Noutros tempos, a técnica de eco de luz era usada para medir o tamanho de discos de acreção de material em torno de buracos escuros supermassivos. Em seguida, usou-se esse mesmo método para medir a distância até a poeira e o gás próximos do disco de acreção. Se considerarmos que a luz não supera o campo gravítico de um buraco escuro, então, os astrónomos podem comparar a luz da margem interior do disco de acreção com a luz da orla exterior, obtendo-se assim, o tamanho do disco.  Outro detalhe relevante está no facto de que os ecos de luz dos buracos escuros supermassivos correspondem a defasamentos de dias (ou até mesmo semanas), ao passo que o eco de luz no disco protoplanetário representa um desfasamento de alguns segundos. Neste contexto, vale salientar que esta foi a primeira vez que a técnica de eco de luz fora usada para tratar discos protoplanetários.

Após a análise dos dados, os astrónomos envolvidos nesta pesquisa acreditam que seja viável a aplicação deste método para realizarmos estudos em estrelas jovens e que contenham planetas no processo de formação no disco ao seu redor.

Dr. Nélio Sasaki – Doutor em Astrofísica, Líder do NEPA, Membro da AIU, Membro da ST/Brasil, Membro do PLOAD/Brasil, Membro da SAB, Membro da ABP, Membro da SBPC, Membro da SBF, Revisor da Revista Areté, Revisor da Revista Eletrônica IODA, Revisor ad hoc do PCE/FAPEAM, Coordenador do Planetário Digital de Parintins, Coordenador do Planetário Digital de Manaus, Professor Adjunto da Universidade do Estado do Amazonas (UEA).

 

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