Ainda assim, os astrônomos agora identificaram evidências de duas enormes colisões ao redor de uma estrela próxima chamada Fomalhaut, ocorridas em apenas 20 anos. A descoberta sugere que pode ser uma sorte extraordinária ou que impactos massivos podem acontecer com mais frequência durante a formação de planetas do que os cientistas acreditavam anteriormente.

Os dois eventos — primeiro vistos em 2004 e novamente em 2023 — representam a primeira vez que os astrônomos imageram diretamente colisões entre grandes objetos em um sistema planetário fora do nosso.

Capturando o Após uma Colisão Cósmica

“Acabamos de testemunhar a colisão de dois planetesimais e a nuvem de poeira que é expelida desse evento violento, que começa a refletir a luz da estrela anfitriã”, disse Paul Kalas, professor adjunto de astronomia da Universidade da Califórnia, Berkeley, e autor principal do estudo. “Não vemos diretamente os dois objetos que colidiram, mas conseguimos detectar as consequências desse enorme impacto.”

Ao longo de dezenas de milhares de anos, explicou Kalas, a região ao redor de Fomalhaut pareceria preenchida com destroços brilhantes, “brilhando com essas colisões” — semelhante a luzes de Natal piscando.

Uma Estrela Jovem que Reflete o Sistema Solar Inicial

Kalas começou a estudar Fomalhaut em 1993 enquanto procurava discos de poeira que permanecem após a formação de planetas. Localizada a apenas 25 anos-luz da Terra, Fomalhaut é relativamente jovem — cerca de 440 milhões de anos — tornando-a um substituto útil para o que o sistema solar parecia no início de sua história.

Usando o Telescópio Espacial Hubble (HST) da NASA, Kalas eventualmente detectou um amplo disco de detritos ao redor da estrela. Em 2008, ele também relatou ter avistado um objeto brilhante perto do disco que parecia ser um planeta. Este foi o primeiro caso conhecido em que um exoplaneta foi diretamente imageado em comprimentos de onda ópticos, e foi nomeado Fomalhaut b, seguindo as regras padrão de nomenclatura.

Aquele suposto planeta já desapareceu. Pesquisadores agora acreditam que o objeto não era um planeta de forma alguma, mas uma nuvem de poeira criada quando dois grandes corpos colidiram.

Quando Nuvens de Poeira Parecem Planetas

“Este é um novo fenômeno, uma fonte pontual que aparece em um sistema planetário e depois, ao longo de 10 anos ou mais, desaparece lentamente”, disse Kalas. “Está disfarçada como um planeta porque planetas também parecem pontos minúsculos orbitando estrelas próximas.”

Com base no quão brilhantes os eventos de 2004 e 2023 pareceram, os cientistas estimam que os corpos colidentes tinham pelo menos 60 quilômetros (37 milhas) de largura. Isso é mais de quatro vezes o tamanho do asteroide que atingiu a Terra há 66 milhões de anos e levou à extinção dos dinossauros. Objetos dessa escala são conhecidos como planetesimais, com tamanhos semelhantes a muitos asteroides e cometas no nosso sistema solar, mas muito menores que planetas anões como Plutão.

“Fomalhaut é muito mais jovem que o sistema solar, mas quando nosso sistema solar tinha 440 milhões de anos, estava repleto de planetesimais colidindo entre si”, disse Kalas. “Essa é a época que estamos vendo, quando pequenos mundos estão sendo cravados com essas colisões violentas ou até mesmo sendo destruídos e reagrupados em diferentes objetos. É como olhar para trás no tempo, de certa forma, para aquele período violento do nosso sistema solar quando ainda tinha menos de um bilhão de anos.”

As novas descobertas foram descritas em um artigo programado para ser publicado online em 18 de dezembro na revista Science.

Um Laboratório Natural para Estudar a Formação de Planetas

“O sistema Fomalhaut é um laboratório natural para investigar como os planetesimais se comportam durante colisões, o que, por sua vez, nos diz sobre o que eles são feitos e como se formaram”, disse Mark Wyatt, coautor do estudo e professor de astronomia na Universidade de Cambridge, no Reino Unido. “O aspecto emocionante desta observação é que ela nos permite estimar tanto o tamanho dos corpos colidindo quanto quantos deles existem no disco, informações que são quase impossíveis de obter por outros meios.”

Wyatt estima que cerca de 300 milhões de planetesimais de tamanho semelhante orbitam Fomalhaut. Observações anteriores também detectaram gás monóxido de carbono ao redor da estrela, indicando que esses objetos são ricos em materiais voláteis e se assemelham muito aos cometas gelados encontrados em nosso próprio sistema solar.

Nuvens de Poeira Disfarçadas de Exoplanetas

Fomalhaut está na constelação do sul Piscis Austrinus e brilha com 16 vezes a luminosidade do nosso sol, tornando-se uma das estrelas mais brilhantes visíveis a partir da Terra. Quando Kalas começou a observar a estrela com HST em 2004, ele descobriu um amplo anel de detritos localizado a 133 unidades astronômicas (UA) da estrela. Isso é mais de três vezes a distância da Cintura de Kuiper em relação ao sol em nosso sistema solar. Uma UA é a distância média entre a Terra e o sol, ou 93 milhões de milhas.

A borda interna bem definida do cinturão de detritos sugeria que planetas invisíveis poderiam estar moldando-o. Após outra observação de HST em 2006, Kalas concluiu que um objeto brilhante visível nas imagens de 2004 e 2006 era um planeta. Ele reconheceu na época que poderia ser uma nuvem de poeira criada por uma colisão, mas considerou essa explicação improvável.

Observações posteriores de HST em 2010, 2012, 2013 e 2014 mudaram essa visão. Na imagem final, o objeto conhecido como Fomalhaut b havia desaparecido completamente.

Uma Segunda Colisão Confirma a Explicação

Nove anos depois, após várias tentativas malsucedidas de re-imagenar o sistema, Kalas obteve uma nova imagem do HST mostrando outro ponto brilhante perto do local anterior. Esta fonte ficou conhecida como Fomalhaut cs1, abreviação para fonte circumstelar 1. Um segundo novo objeto, chamado Fomalhaut cs2, apareceu nas proximidades, mas sua posição excluiu a possibilidade de que fosse o mesmo objeto reaparecendo. Devido a uma lacuna de nove anos entre as imagens de 2014 e 2023, os astrônomos não podem dizer exatamente quando o cs2 se formou.

Em sua nova análise, Kalas e sua equipe internacional examinaram a imagem de 2023 junto com uma imagem de acompanhamento de menor qualidade tirada em 2024. Eles concluíram que a luz só poderia ser explicada como luz solar refletindo em uma nuvem de poeira criada por uma colisão entre dois planetesimais.

Kalas observou que, embora cs1 inicialmente se movesse de uma maneira consistente com um planeta em órbita, sua trajetória mais tarde se curvou para fora. Esse comportamento combina com o que se poderia esperar de pequenas partículas de poeira sendo empurradas pela pressão da luz estelar. A aparição de cs2 fortalece a conclusão de que ambos os objetos eram nuvens de poeira, não planetas.

Lições para Futuras Missões de Exoplanetas

Kalas comparou a nuvem de detritos de Fomalhaut ao material produzido em 2022 quando a missão DART (Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos) da NASA colidiu intencionalmente com o lua Dimorphos, que orbita o asteroide Didemos. A nuvem ao redor de Fomalhaut, no entanto, é estimada em cerca de um bilhão de vezes maior.

Nos próximos três anos, Kalas recebeu tempo de observação tanto com a Câmera de Infravermelho Próximo (NIRCam) do Telescópio Espacial James Webb quanto com o HST. O objetivo é monitorar como a nuvem de poeira muda ao longo do tempo, incluindo se ela se expande e como se move pelo sistema. A nuvem já é cerca de 30% mais brilhante que Fomalhaut cs1, e observações em agosto de 2025 confirmaram que cs2 continua visível.

Olhando para o futuro, Kalas alertou os astrônomos a proceder com cautela ao se prepararem para futuras missões destinadas a imager diretamente exoplanetas.

“Essas colisões que produzem nuvens de poeira acontecem em todos os sistemas planetários”, afirmou. “Uma vez que começamos a sondar estrelas com futuros telescópios sensíveis, como o Habitable Worlds Observatory, que tem como objetivo imagear diretamente um exoplaneta semelhante à Terra, temos que ter cautela, porque esses pontos de luz fracos orbitando uma estrela podem não ser planetas.”

Outros co-autores incluem o astrônomo de pesquisa da UC Berkeley, Thomas Esposito; ex-alunos de pós-graduação da UC Berkeley, Jason Wang, agora na Universidade Northwestern em Illinois, e Michael Fitzgerald, agora na UCLA; ex-bolsista de pós-doutorado da UC Berkeley, Robert De Rosa, agora no Observatório Europeu do Sul no Chile; Maxwell Millar-Blanchaer da UC Santa Barbara; Bin Ren da Universidade de Xiamen na China; Maximilian Sommer da Universidade de Cambridge; e Grant Kennedy da Universidade de Warwick no Reino Unido. A pesquisa foi apoiada pela NASA (NAS5-26555, GO-HST-17139).