Anastasios (Andy) Tzanidakis notou algo incomum ao revisar observações arquivadas do telescópio de 2020. Uma estrela aparentemente comum chamada Gaia20ehk se comporta de uma maneira que os astrônomos raramente veem. Gaia20ehk está a cerca de 11.000 anos-luz de distância da Terra, perto da constelação de Puppis, e é uma estrela estável da “sequência principal” semelhante ao Sol. Estrelas deste tipo normalmente emitem um brilho constante e previsível. Em vez disso, este começou a piscar de forma irregular.
“A emissão de luz da estrela era boa e plana, mas a partir de 2016, teve três quedas no brilho. Depois, por volta de 2021, ficou completamente louco,” disse Tzanidakis, estudante de doutoramento em astronomia na Universidade de Washington. “Não consigo me estressar o suficiente, estrelas como o nosso Sol não fazem isso. Então, o que está acontecendo aqui quando vemos isso?”
Há evidências de uma enorme colisão planetária
Os pesquisadores finalmente determinaram que o comportamento estranho não vinha da própria estrela. Em vez disso, à medida que orbitam o sistema, grandes quantidades de rocha e poeira passam em frente da estrela, bloqueando parcialmente a luz que viaja em direção à Terra. Os destroços parecem ter sido criados por um evento extraordinário: uma colisão violenta entre dois planetas.
“É incrível que vários telescópios tenham capturado este impacto em tempo real”, disse Chanidakis. “Existem muito poucas colisões planetárias de qualquer tipo registadas, e nenhuma tem tanta semelhança com os impactos que criaram 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 Comunicações do Jornal Astrofísico.
Por que ocorrem colisões planetárias?
A formação de planetas é um processo caótico. Em torno de estrelas jovens, a gravidade mantém unidos materiais como poeira, gás, gelo e fragmentos de rocha que orbitam a estrela. Nos estágios iniciais do sistema solar, as colisões entre corpos planetários em crescimento eram comuns. Alguns mundos serão destruídos, enquanto outros serão lançados no espaço. Ao longo de dezenas de milhões de anos, este processo formou e estabilizou gradualmente sistemas planetários como o nosso.
Embora essas colisões sejam comuns no universo, testemunhá-las 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 algo que acontece lentamente – a história da astronomia que se desenrola ao longo de uma década”, disse o autor sénior James Davenport, professor assistente de investigação de astronomia na Universidade de Washington. “Poucos investigadores procuram fenómenos desta forma, o que significa que todos os tipos de descobertas provavelmente estarão disponíveis.”
Sinal infravermelho mostra detritos quentes
Tzanidakis, principal autor do estudo, concentrou-se em estrelas cujo brilho muda drasticamente ao longo do tempo. Pesquisas anteriores da Universidade de Washington ajudaram a identificar um sistema no qual uma estrela binária e uma grande nuvem de poeira produziram um eclipse de sete anos.
Gaia20ehk, no entanto, apresenta um enigma totalmente 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 é exatamente o oposto da luz visível”, disse Chanidakis. “Quando a luz visível começa a piscar e a diminuir, ocorre um aumento na luz infravermelha. Isto pode significar que o material que bloqueia a estrela é quente – tão quente que brilha no infravermelho.”
Colisões planetárias violentas poderiam facilmente gerar este nível de calor. Tal evento também poderia explicar a queda inicial do brilho observada pelos astrônomos.
“Isso pode ter sido causado pela aproximação dos dois planetas”, disse Chanidakis. “Inicialmente, tiveram uma série de impactos laterais que não produziram muita energia infravermelha. Depois tiveram uma grande colisão catastrófica onde a energia infravermelha aumentou.”
Possíveis ecos da formação Terra-Lua
Há também indicações de que a colisão poderá ser semelhante aos eventos que formaram a Terra e a Lua há cerca de 450 milhões de anos. A nuvem de detritos ao redor de Gaia20ehk parece orbitar a estrela a uma distância de cerca de uma unidade astronômica, que é aproximadamente a mesma distância entre a Terra e o Sol.
Nesse local, o material disperso pode eventualmente arrefecer e coalescer em novos corpos planetários, possivelmente formando um sistema do tipo Terra-Lua. No entanto, os cientistas precisarão esperar que a nuvem de detritos se assente para saber o que finalmente se formou. Este processo pode levar anos, até milhões de anos.
Futuros telescópios poderão detectar mais colisões
Por enquanto, a descoberta destaca a importância de encontrar mais influências planetárias. Espera-se que o Telescópio de Pesquisa Simonyi do Observatório Vera C. Rubin da National Science Foundation-Department of Energy desempenhe um papel importante em seu legado de pesquisa espaço-tempo quando começar no final deste ano. A estimativa aproximada de Davenport é que o Observatório Rubin poderá detectar cerca de 100 colisões semelhantes durante a próxima década.
A descoberta de mais eventos deste tipo poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre como os sistemas planetários evoluem e ajudar a restringir a procura de mundos habitáveis para além do nosso sistema solar.
“Quão raros foram os eventos que criaram a Terra e a Lua? Esta questão é fundamental para a astrobiologia”, disse Davenport. “Parece que a Lua é um dos ingredientes mágicos que fazem da Terra um habitat para a vida. Ela ajuda a proteger o planeta de alguns asteróides, gera marés oceânicas e condições climáticas que permitem que a química e a biologia se misturem em escala global, e pode até desempenhar um papel na condução da atividade das placas tectônicas. Atualmente, não sabemos quão comuns são essas dinâmicas. Mas se capturarmos mais dessas colisões, começaremos a descobrir.”
