Astrônomos acham que acabaram de testemunhar a colisão de dois planetas

“A emissão de luz da estrela era boa e plana, mas a partir de 2016 teve três quedas no brilho. E então, por volta de 2021, ficou completamente maluca”, disse Tzanidakis, doutorando em astronomia na Universidade de Washington. “Não consigo enfatizar o suficiente que estrelas como o nosso Sol não fazem isso. Então, quando vimos esta, pensamos ‘Olá, o que está acontecendo aqui?'”

Evidências apontam para uma enorme colisão planetária

Os pesquisadores finalmente determinaram que o comportamento estranho não vinha da própria estrela. Em vez disso, enormes quantidades de rocha e poeira passavam em frente da estrela enquanto orbitavam o sistema, bloqueando parcialmente a luz que viajava em direção à Terra. Os destroços pareciam ter sido criados por um evento extraordinário: uma colisão violenta entre dois planetas.

“É incrível que vários telescópios tenham captado este impacto em tempo real”, disse Tzanidakis. “Existem apenas algumas outras colisões planetárias de qualquer tipo registadas, e nenhuma que tenha tantas semelhanças com o impacto que criou a Terra e a Lua. Se pudermos observar mais momentos como este noutros locais da galáxia, isso irá ensinar-nos muito sobre a formação do nosso mundo.”

A análise da equipe foi publicada em 11 de março em As cartas do jornal astrofísico.

Por que acontecem colisões planetárias

A formação de planetas é um processo caótico. Em torno de estrelas jovens, a gravidade reúne materiais como poeira, gás, gelo e detritos rochosos que orbitam a estrela. Nos estágios iniciais de um sistema solar, são comuns as colisões entre corpos planetários em crescimento. Alguns mundos se chocam, enquanto outros são lançados no espaço. Ao longo de dezenas de milhões de anos, este processo gradualmente molda e estabiliza sistemas planetários como o nosso.

Embora essas colisões sejam provavelmente comuns no universo, testemunhar uma delas na Terra é extremamente difícil. Para detectá-lo, os detritos em órbita devem passar diretamente entre nós e a estrela, bloqueando parte da sua luz. O padrão de escurecimento resultante pode se desenvolver lentamente, às vezes ao longo de vários anos.

“O trabalho único de Andy aproveita décadas de dados para descobrir coisas que estão acontecendo lentamente – histórias astronômicas que se desenrolam ao longo de uma década”, disse o autor sênior James Davenport, professor assistente de pesquisa de astronomia da UW. “Poucos investigadores procuram fenómenos desta forma, o que significa que todos os tipos de descobertas estão potencialmente disponíveis.”

Sinais infravermelhos revelam detritos quentes

Tzanidakis, principal autor do estudo, concentra-se em estrelas que apresentam mudanças dramáticas no brilho ao longo do tempo. Pesquisas anteriores da Universidade de Washington ajudaram a identificar um sistema onde uma estrela binária e uma grande nuvem de poeira produziram um eclipse que durou sete anos.

Gaia20ehk, no entanto, apresentou um quebra-cabeça completamente diferente. Seu brilho primeiro caiu brevemente e depois tornou-se extremamente caótico. Os cientistas lutaram para explicar o padrão até que Davenport sugeriu examinar as observações feitas na luz infravermelha em vez da luz visível.

“A curva da luz infravermelha era completamente oposta à da luz visível”, disse Tzanidakis. “À medida que a luz visível começou a piscar e a diminuir, a luz infravermelha aumentou. O que pode significar que o material que bloqueia a estrela é quente – tão quente que brilha no infravermelho.”

Uma violenta colisão planetária poderia facilmente gerar esse nível de calor. Tal evento também explicaria as anteriores quedas no brilho que os astrónomos observaram.

“Isso pode ser causado pelos dois planetas espiralando cada vez mais perto um do outro”, disse Tzanidakis. “No início, eles tiveram uma série de impactos rasantes, que não produziriam muita energia infravermelha. Depois, eles tiveram sua grande colisão catastrófica, e o infravermelho realmente aumentou.”

Um possível eco da formação da Terra e da Lua

Há também indícios de que esta colisão pode assemelhar-se ao evento que formou a Terra e a Lua há cerca de quatro mil milhões e meio de anos. A nuvem de detritos ao redor de Gaia20ehk parece orbitar a estrela a cerca de uma unidade astronômica, que é aproximadamente a mesma distância entre a Terra e o Sol.

Nesse local, o material espalhado poderia eventualmente arrefecer e combinar-se em novos corpos planetários, formando potencialmente algo semelhante a um sistema do tipo Lua da Terra. No entanto, os cientistas terão de esperar que a nuvem de detritos se assente antes de saber o que se formará. Esse processo pode levar alguns anos, ou mesmo milhões de anos.

Futuros telescópios poderão detectar muito mais colisões

Por enquanto, a descoberta destaca a importância de procurar mais impactos planetários. Espera-se que o Telescópio de Pesquisa Simonyi no Observatório NSF-DOE Vera C. Rubin desempenhe um papel importante assim que iniciar sua Pesquisa Legada de Espaço e Tempo ainda este ano. De acordo com as estimativas aproximadas de Davenport, o Observatório Rubin poderá detectar cerca de 100 colisões semelhantes na próxima década.

Encontrar mais eventos como este poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre como os sistemas planetários evoluem e ajudar a restringir a busca por mundos habitáveis ​​além do nosso sistema solar.

“Quão raro é o evento que criou a Terra e a Lua? Essa questão é fundamental para a astrobiologia”, disse Davenport. “Parece que a Lua é um dos ingredientes mágicos que torna a Terra um bom lugar para a vida. Pode ajudar a proteger a Terra de alguns asteróides, produz marés oceânicas e condições meteorológicas que permitem que a química e a biologia se misturem globalmente, e pode até desempenhar um papel na condução da actividade das placas tectónicas. Neste momento, não sabemos quão comuns são estas dinâmicas. Mas se detectarmos mais destas colisões, começaremos a descobrir.”