O Telescópio Espacial Spitzer da NASA detectou vapor de água

O Telescópio Espacial Spitzer da NASA detectou vapor de água no espaço


O Telescópio Espacial Spitzer da NASA detectou vapor de água suficiente para encher cinco vezes os oceanos da Terra dentro de um ninho colapsante, uma região de formação estelar. Os astrónomos dizem que o vapor de água está caíndo a partir da nuvem natal do sistema e colidindo com um disco de poeira onde se pensa que os planetas se formam.

Estas observações providenciam o primeiro olhar directo de como a água, um ingrediente essencial para a vida tal como a conhecemos, começa a se dirigir para os planetas, possivelmente até para planetas rochosos como o nosso.


O Spitzer observou um jovem sistema estelar como o exemplificado na imagem, e descobriu no seu interior vapor de água em quantidades suficientes para encher os oceanos da Terra cinco vezes.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

"Pela primeira vez, estamos a ver água sendo entregue à região onde os planetas provavelmente se formam," disse Dan Watson da Universidade de Rochester, Nova Iorque. Watson é o autor de um artigo sobre este sistema estelar jovem e "vaporoso", presente na edição de 30 de Agosto da revista Nature.

O sistema estelar, com o nome NGC 1333-IRAS 4B, está ainda crescendo dentro um casulo frio de gás e poeira. Dentro deste casulo, orbitando em torno da estrela embriónica, está um rebento morno em forma de disco, composto por materiais de formação planetária. Os novos dados do Spitzer indicam que o gelo do casulo exterior do embrião estelar está a cair na direcção da estrela em formação e a transformar-se em vapor à medida que colide com o disco.


Este diagrama ilustra as viagens que a água toma num jovem sistema estelar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

"Aqui na Terra, a água chegou na forma de asteróides e cometas gelados. A água também existe maioritariamente como gelo nas densas nuvens que formam as estrelas," disse Watson. "Agora observámos que a água, caíndo como gelo a partir do invólucro de um jovem sistema estelar até ao seu disco, na realidade é vaporizado à chegada. Este vapor de água irá mais tarde congelar novamente e formar asteróides e cometas."

A água é abundante no Universo. Foi detectada na forma de gelo ou gás em torno de vários tipos de estrela, no espaço entre as estrelas, e mais recentemente o Spitzer detectou a primeira assinatura de vapor de água num planeta quente e gasoso fora do nosso Sistema Solar, de nome HD 189733b.


Esta imagem tirada pelo Spitzer mostra o berçário estelar, de nome NGC 1333, que contém o jovem sistema estelar, IRAS 4B.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

No novo trabalho do Spitzer, a água também desempenha um papel importante no estudo de detalhes do processo de formação planetária há muito procurados. Ao analisar o que está acontecendo à água em NGC 1333-IRAS 4B, os astrónomos estão aprendendo mais sobre o seu disco. Por exemplo, calcularam a densidade do disco (pelo menos 10 mil milhões de moléculas de hidrogénio por centímetro cúbico); as suas dimensões (um raio maior que a distância média entre a Terra e Plutão); e a sua temperatura (170 Kelvin, ou -103 graus Celsius).

"A água é mais fácil de detectar que outras moléculas, por isso podemos usá-la como sonda para estudar outros discos recém-formados e estudar a sua física e química," disse Watson. "Isto irá ensinar-nos muito mais sobre como os planetas se formam."

Watson e seus colegas estudaram 30 dos mais jovens embriões estelares usando o espectógrafo infravermelho do Spitzer, um instrumento que abre a radiação infravermelha num arco-íris de comprimentos de onda, revelando "impressões digitais" de moléculas. Dos 30 embriões estelares, encontraram apenas um, NGC 1333-IRAS 4B, com uma colossal assinatura de vapor de água. Este vapor é facilmente detectado pelo Spitzer, pois à medida que o gelo colide com o disco de formação planetária do embrião estelar, aquece muito rapidamente e brilha no infravermelho.

Porque é que apenas um entre 30 embriões estelares mostra sinais de água? Os astrónomos dizem que é muito provavelmente porque NGC 1333-IRAS 4B tem mesmo a orientação desejada para o Spitzer observar o seu núcleo denso. Também, porque esta fase aguada na vida de uma estrela é pequena e difícil de apanhar.


Gráfico de dados infravermelhos, que mostra a forte assinatura de vapor de água dentro do núcleo do um sistema estelar embriónico.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidade de Rochester

"Capturámos uma fase única na evolução de uma jovem estrela, quando os constituintes da vida se estão movendo dinamicamente para um ambiente de formação planetária," disse Michael Werner, cientista da missão Spitzer no JPL da NASA em Pasadena, Califórnia.

NGC 1333-IRAS 4B está localizado numa linda região de formação estelar a aproximadamente 1000 anos-luz de distância na constelação de Perseu. O seu embrião estelar central está ainda a "alimentar-se" do material colapsando à sua volta e a crescer em tamanho. Nesta fase, os astrónomos não conseguem ainda determinar quão grande se tornará esta estrela.

Fonte: Centro Ciência Viva do Algarve