Planeta “perdido” teria se chocado com outro corpo semelhante

Estudo apoiado em imagens do Hubble propõe que o comportamento estranho de Fomalhaut b seria explicado por uma colisão com outro planeta do mesmo sistema

Concepção artística da colisão entre dois grandes corpos na órbita de Fomalhaut. O Hubble reuniu imagens do evento. Crédito: ESA/Nasa, M. Kornmesser

O que os astrônomos pensavam ser um planeta além do Sistema Solar agora aparentemente desapareceu de vista. Embora isso aconteça na ficção científica, como o planeta natal do Super-Homem, Krypton, que explodiu, os astrônomos estão procurando uma explicação plausível.

Uma interpretação é que, em vez de ser um objeto planetário de tamanho completo, fotografado pela primeira vez em 2004, poderia ser uma vasta nuvem de poeira em expansão, produzida em uma colisão entre dois grandes corpos na órbita da brilhante estrela vizinha Fomalhaut, a cerca de 25 anos-luz da Terra. Observações potenciais de acompanhamento podem confirmar essa conclusão extraordinária, abordada em artigo publicado na revista “Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)”.

“Essas colisões são extremamente raras e, portanto, é um grande negócio conseguirmos ver uma”, disse András Gáspár, da Universidade do Arizona em Tucson (EUA). “Acreditamos que estávamos no lugar certo e na hora certa para testemunhar um evento tão improvável com o Telescópio Espacial Hubble.”

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“O sistema Fomalhaut é o laboratório de testes definitivo para todas as nossas ideias sobre como os exoplanetas e os sistemas estelares evoluem”, acrescentou George Rieke, do Observatório Steward da Universidade do Arizona, coautor do estudo. “Temos evidências de tais colisões em outros sistemas, mas nada dessa magnitude foi observado no Sistema Solar. Esse é um esquema de como os planetas se destroem.”

Órbita excêntrica

O objeto, chamado Fomalhaut b, foi anunciado pela primeira vez em 2008, com base em dados de 2004 e 2006. Era claramente visível em vários anos de observações do Hubble que revelaram que era um ponto em movimento. Até então, as evidências de exoplanetas haviam sido inferidas principalmente por métodos de detecção indireta, como sutis oscilações estelares de vaivém e sombras de planetas passando na frente de suas estrelas.

Ao contrário de outros exoplanetas com imagens diretas, no entanto, quebra-cabeças persistentes surgiram com o Fomalhaut b desde o início. O objeto era excepcionalmente brilhante na luz visível, mas não possuía nenhuma assinatura de calor infravermelho detectável. Os astrônomos conjeturaram que o brilho adicional vinha de uma enorme concha ou anel de poeira que circunda o planeta que pode estar relacionado à colisão. A órbita de Fomalhaut b também parecia incomum, possivelmente muito excêntrica.

“Nosso estudo, que analisou todos os dados arquivados disponíveis do Hubble sobre Fomalhaut, revelou várias características que, juntas, pintam uma imagem de que o objeto do tamanho de um planeta pode nunca ter existido em primeiro lugar”, disse Gáspár.

A equipe enfatiza que o prego final no caixão ocorreu quando a análise de dados das imagens do Hubble tiradas em 2014 mostrou que o objeto havia desaparecido, para sua incredulidade. Além do mistério, imagens anteriores mostraram que o objeto desaparece continuamente com o tempo, dizem eles. “Claramente, Fomalhaut b estava fazendo coisas que um planeta de verdade não deveria estar fazendo”, disse Gáspár.

Choque recente

A interpretação é que o Fomalhaut b está se expandindo lentamente a partir do esmagamento que lançou uma nuvem de poeira a qual se dissipou no espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, Gáspár e Rieke acham que a colisão ocorreu pouco tempo antes das primeiras observações feitas em 2004. Até agora a nuvem de detritos, composta de partículas de poeira em torno de 1 mícron (1/50 do diâmetro de um cabelo humano) está abaixo do limite de detecção do Hubble. Estima-se que a nuvem de poeira tenha se expandido até agora para um tamanho maior que a órbita da Terra ao redor do nosso Sol.

Igualmente confuso é que a equipe relata que o objeto está mais provavelmente em uma trajetória de escape do que em uma órbita elíptica, como esperado para planetas. Isso se baseia nas observações adicionais de pesquisadores aos gráficos de trajetória a partir de dados anteriores. “Uma nuvem de poeira massiva criada recentemente, experimentando forças radiativas consideráveis ​​da estrela central Fomalhaut, estaria colocada nessa trajetória”, disse Gáspár. “Nosso modelo é naturalmente capaz de explicar todos os parâmetros observáveis ​​independentes do sistema: sua taxa de expansão, desbotamento e trajetória.”

Como o Fomalhaut b está atualmente dentro de um vasto anel de detritos gelados que circundam a estrela, os corpos em colisão provavelmente seriam uma mistura de gelo e poeira, como os cometas que existem no Cinturão de Kuiper, na margem externa do Sistema Solar. Gáspár e Rieke estimam que cada um desses corpos semelhantes a cometas mede cerca de 200 quilômetros (cerca de metade do tamanho do asteroide Vesta).

Observações futuras

Segundo os autores, seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. Uma sofisticada modelagem dinâmica da poeira, feita em um conjunto de computadores na Universidade do Arizona, mostra que esse modelo é capaz de ajustar quantitativamente todas as observações. Segundo os cálculos do autor, o sistema Fomalhaut pode experimentar um desses eventos apenas a cada 200 mil anos.

Gáspár e Rieke, ao lado de outros membros de uma grande equipe, também estarão observando o sistema Fomalhaut com o futuro Telescópio Espacial James Webb – missão conjunta que reúne a Nasa, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA) – em seu primeiro ano de operações científicas. A equipe fará uma imagem direta das regiões quentes internas do sistema, resolvendo espacialmente pela primeira vez o elusivo componente do cinturão de asteroides de um sistema planetário extrassolar. A equipe também procurará planetas reais na órbita de Fomalhaut que possam esculpir gravitacionalmente o disco externo. Eles também analisarão a composição química do disco.

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