Telescópio capta choque de planetas a mais de 300 anos-luz da Terra

Câmera infravermelha detectou evidências de uma colisão relativamente recente, a partir da presença de poeira aquecida

Concepção artística do choque dos exoplanetas: a poeira aquecida num sistema estelar já maduro foi a principal evidência da colisão. Crédito: Nasa/SOFIA/Lynette Cook

Um vislumbre dramático das consequências de uma colisão entre dois exoplanetas está dando aos cientistas uma visão do que pode acontecer quando planetas se chocam. Um evento semelhante no Sistema Solar pode ter formado nossa Lua.

O incidente ocorreu no sistema binário BD +20°307, que fica a mais de 300 anos-luz da Terra. Suas duas estrelas têm pelo menos um bilhão de anos. No entanto, esse sistema maduro mostrou sinais de detritos empoeirados em turbilhão que não são frios, como seria de esperar em estrelas dessa idade. Em vez disso, os detritos são quentes, reforçando que foram produzidos em tempo relativamente recente pelo impacto de dois corpos do tamanho de planetas.

Há uma década, as observações desse sistema por observatórios terrestres e pelo Telescópio Espacial Spitzer, da Nasa, deram as primeiras pistas dessa colisão quando os detritos quentes foram encontrados. Agora, o Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, ou SOFIA) revelou que o brilho infravermelho dos detritos aumentou mais de 10% – um sinal de que agora existe ainda mais poeira quente.

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Os resultados do estudo, publicado na revista “Astrophysical Journal”, confirmam ainda que uma colisão extrema entre exoplanetas rochosos pode ter ocorrido em um tempo relativamente recente. Colisões como essas podem mudar os sistemas planetários. Acredita-se que uma colisão entre um corpo do tamanho de Marte e a Terra, ocorrido 4,5 bilhões de anos atrás, tenha criado detritos que posteriormente formariam a Lua.

Poeira quente

“A poeira quente em torno do BD +20°307 nos dá uma ideia de como podem ser os impactos catastróficos entre exoplanetas rochosos”, disse Maggie Thompson, aluna de graduação da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, e principal autora do artigo. “Queremos saber como esse sistema evolui posteriormente após o impacto extremo.”

Os planetas se formam quando partículas de poeira ao redor de uma estrela jovem se unem e essa aglomeração cresce com o tempo. Após a formação de um sistema planetário, os resíduos restantes permanecem geralmente em regiões frias e longínquas, como o Cinturão de Kuiper, localizado além de Netuno em nosso sistema solar.

Os astrônomos esperam encontrar poeira quente em torno dos jovens sistemas solares. À medida que evoluem, as partículas de poeira continuam a colidir e posteriormente se tornam pequenas o suficiente para serem expelidas de um sistema ou puxadas para a estrela. A poeira quente em torno de estrelas mais velhas, como Sol e as duas no sistema BD +20°307, deveria ter desaparecido há muito tempo.

Estudar os detritos empoeirados em torno das estrelas não apenas ajuda os astrônomos a aprender como os sistemas de exoplanetas evoluem, mas também cria uma imagem mais completa da história do Sistema Solar.

Mudanças no disco

“Esta é uma rara oportunidade de estudar colisões catastróficas que ocorrem tardiamente na história de um sistema planetário”, disse Alycia Weinberger, cientista da equipe do Departamento de Magnetismo Terrestre do Instituto Carnegie, em Washington, e principal pesquisadora do projeto. “As observações do SOFIA mostram mudanças no disco empoeirado em uma escala de tempo de apenas alguns anos.”

Observações por infravermelho, como as da câmera infravermelha do SOFIA, são cruciais para descobrir pistas ocultas na poeira cósmica. Quando observado com luz infravermelha, o sistema BD +20°307 é muito mais brilhante do que o que se espera apenas por suas estrelas. A energia extra vem do brilho dos detritos empoeirados, que não podem ser vistos em outros comprimentos de onda.

Embora existam vários mecanismos que podem fazer a poeira brilhar mais intensamente – ela pode estar absorvendo mais calor das estrelas ou se aproximando das estrelas –, é improvável que isso aconteça em apenas 10 anos, um tempo extremamente curto para mudanças cósmicas. Uma colisão planetária, no entanto, injetaria com facilidade uma grande quantidade de poeira muito rapidamente. Isso fornece mais evidências de que dois exoplanetas colidiram. A equipe está analisando dados das observações de acompanhamento para verificar se há outras alterações no sistema.

O SOFIA é um Boeing 747SP modificado para transportar um telescópio de 106 polegadas de diâmetro. É um projeto conjunto da Nasa e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR).