Retrato de um sistema solar enquanto jovem

O Instituto Max Plank de Astronomia divulgou ontem a imagem de um disco protoplanetário -- o disco ede poeira que se forma em torno de uma estrela nascente, e onde acabam surgindo os planetas.

A imagem, feita com o telescópio Subaru, no Havaí, mostra, sob a forma de uma barra branca, a luz refletida pelo disco de material em rorno da estrela LkCa 15, a 450 anos-luz da Terra. A estrela em si está coberta pelo disco preto no centro da imagem, para que sua iluminação direta não ofusque a imagem do que existe nos arredores.

O Max Planck fez ainda um informativo infográfico descrevendo exatamente o que se vê na imagem (as legendas, infelizmente, estão em inglês -- quando o blog for rentável o suficiente para eu contratar um editor de arte, isso não acontecerá mais, prometo).

A teoria dominante, hoje, sobre formação planetária diz que mundos como a Terra ou Júpiter nascem a partir de diferenças na cocentração de matéria nesses discos: os pontos mais densos atraem mais matéria para si e começam a crescer. Esse cresimento gera planetesimais -- asteroides com esteroides -- que passam a colidir entre si, até um momento em que todos os (ou a maioria dos) corpos em órbitas instáveis já tenham sido incorporados a planetas ou engolidos pela estrela.

Uma questão que sempre me intrigou é por que as estrelas jovens têm discos, e não nuvens protoplanetárias: se você parar para pensar, a gravidade atrai todas as partículas da mesma forma em toda a extensão do espaço, então por que o que começa como uma bolha tridimensional de gás e poeira acaba se reduzindo a uma estrutura bidimensional, o disco?

A resposta, bem óbvia depois de revelada, é conservação do momento angular: as partículas, afinal, estão girando em torno do centro da nuvem, onde a estrela começa a se formar. Uma consequência das leis de Newton é que um corpo com uma rotação de raio "R" e velocidade "V" tende a conservar o produto RxV: se R cai, V, aumenta (aqui é onde escritores sem imaginação usam o exemplo da patinadora que gira cada vez mais depressa à medida que aproxima dos braços do corpo). A imagem abaixo veio desta página:

Por conta disso, conforme o material vai caindo em direção ao centro da nuvem, mais depressa a nuvem passa a girar. A interação entre as forças envolvidas -- a atração gravitacional do centro da nuvem e a rotação cada vez mais rápida das partículas -- é o que faz com que a massa protoplanetária acabe assumindo a forma de um disco com uma protuberância no centro.