Astrônomos acreditam ter observado a colisão de dois mundos

“A emissão de luz da estrela era bem estável, mas a partir de 2016 teve três quedas de brilho. E então, logo em 2021, começou a se comportar de forma totalmente imprevisível,” disse Tzanidakis, um candidato a doutorado 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?'”

Elementos de uma Colisão Planetária Massiva

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

“É incrível que vários telescópios tenham capturado esse impacto em tempo real,” disse Tzanidakis. “Existem apenas alguns outros registros de colisões planetárias de qualquer tipo, e nenhum que apresente tantas semelhanças com o impacto que criou a Terra e a lua. Se pudermos observar mais momentos como esse em outras partes da galáxia, aprenderemos muito sobre a formação do nosso mundo.”

A análise da equipe foi publicada em 11 de março na The Astrophysical Journal Letters.

Por Que Colisões Planetárias Acontecem

A formação de planetas é um processo caótico. Ao redor de estrelas jovens, a gravidade reúne material como poeira, gás, gelo e detritos rochosos que orbitam a estrela. Nas fases iniciais de um sistema solar, colisões entre corpos planetários em crescimento são comuns. Alguns mundos se chocam, enquanto outros são lançados para fora do espaço. Ao longo de dezenas de milhões de anos, esse processo gradualmente molda e estabiliza sistemas planetários como o nosso.

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

“O trabalho único de Andy aproveita décadas de dados para encontrar coisas que estão acontecendo lentamente – histórias de astronomia que se desenrolam ao longo de uma década,” disse o autor sênior James Davenport, professor assistente de pesquisa em astronomia na UW. “Não muitos pesquisadores estão procurando fenômenos dessa maneira, o que significa que todo tipo de descobertas está potencialmente ao nosso alcance.”

Sinais Infravermelhos Revelam Detritos Quentes

Tzanidakis, autor principal do estudo, foca em estrelas que exibem mudanças dramáticas de brilho ao longo do tempo. Pesquisas anteriores na 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, entretanto, apresentou um quebra-cabeça completamente diferente. O seu brilho primeiro caiu brevemente e depois se tornou extremamente caótico. Os cientistas tiveram dificuldades em explicar o padrão até que Davenport sugeriu examinar observações feitas em luz infravermelha em vez de luz visível.

“A curva de luz infravermelha era o oposto completo da luz visível,” disse Tzanidakis. “À medida que a luz visível começou a piscar e a escurecer, a luz infravermelha aumentou. O que poderia significar que o material bloqueando a estrela está quente – tão quente que está brilhando no infravermelho.”

Uma colisão planetária violenta poderia facilmente gerar esse nível de calor. Tal evento também explicaria as quedas anteriores de brilho que os astrônomos observaram.

“Isso poderia ser causado pelos dois planetas se aproximando cada vez mais um do outro,” disse Tzanidakis. “A princípio, eles tiveram uma série de impactos rasantes, que não produziram muita energia infravermelha. Em seguida, tiveram a sua grande colisão catastrófica, e a energia infravermelha realmente subiu.”

Um Possível Eco da Formação da Terra e da Lua

Há também indícios de que essa colisão pode se assemelhar ao evento que formou a Terra e a lua há cerca de quatro bilhões 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 disperso pode eventualmente esfriar e se combinar em novos corpos planetários, potencialmente formando algo semelhante a um sistema tipo Terra-lua. No entanto, os cientistas precisarão esperar que a nuvem de detritos se assente antes de saber o que, em última análise, se formará. Esse processo pode levar alguns anos ou até milhões de anos.

Telescópios Futuros Podem Detectar Muitas Mais Colisões

Por enquanto, a descoberta destaca a importância de buscar mais impactos planetários. O Telescópio Simonyi do NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory deve desempenhar um papel importante quando iniciar seu Legacy Survey of Space and Time ainda este ano. Segundo as estimativas aproximadas de Davenport, o Observatório Rubin poderia detectar cerca de 100 colisões semelhantes na próxima década.

Encontrar mais eventos como este poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre a evolução dos sistemas planetários 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 pergunta é fundamental para a astrobiologia,” disse Davenport. “Parece que a lua é um dos ingredientes mágicos que tornam a Terra um bom lugar para a vida. Ela pode ajudar a proteger a Terra de alguns asteroides, produz oceanos, marés e clima que permitem a mistura de química e biologia em escala global, e pode até desempenhar um papel na atividade das placas tectônicas. Neste momento, não sabemos quão comuns essas dinâmicas são. Mas se capturarmos mais dessas colisões, começaremos a descobrir.”