Anastasios (Andy) Tsanidakis estava examinando as gravações arquivadas do telescópio de 2020 quando notou algo incomum. Uma estrela aparentemente comum chamada Gaia20ehk estava se comportando de uma forma que os astrônomos raramente veem. Gaia20ehk, localizada a cerca de 11.000 anos-luz da Terra, perto da constelação de Pupis, é uma estrela estável da “sequência principal” semelhante ao nosso Sol. Estrelas deste tipo geralmente brilham com um brilho estável e previsível. Em vez disso, este começou a piscar de forma irregular.
“A emissão de luz da estrela foi boa e uniforme, mas a partir de 2016, teve três quedas no brilho. E então, por volta de 2021, ficou completamente louco”, disse Tsanidakis, estudante de doutorado em astronomia na Universidade de Washington. “Não consigo enfatizar o suficiente que estrelas como o nosso Sol não o fazem. Então, quando vimos isso, pensamos: ‘Ei, o que está acontecendo aqui?'”
Evidências apontam para uma colisão planetária em grande escala
Eventualmente, os pesquisadores determinaram que o comportamento estranho não vinha da própria estrela. Em vez disso, grandes quantidades de rocha e poeira passaram pela frente da estrela enquanto ela orbitava o sistema, bloqueando parcialmente a luz que viajava em direção à Terra. Os destroços pareciam ser o resultado de um evento incomum: uma colisão violenta entre dois planetas.
“É incrível que diferentes telescópios tenham capturado este impacto em tempo real”, disse Tsanidakis. “Há apenas um punhado de outras colisões planetárias de qualquer tipo, e nenhuma se assemelha tanto ao impacto que criou a Terra e a Lua. Se pudermos observar mais momentos semelhantes em outras partes da galáxia, isso nos ensinará muito sobre a formação do nosso mundo.”
A análise da equipe foi publicada em 11 de março no Cartas de diários astrofísicos.
Por que ocorrem colisões planetárias
A formação de planetas é um processo caótico. Em torno de estrelas jovens, a gravidade reúne materiais como poeira, gás, gelo e detritos rochosos que orbitam a estrela. Nos estágios iniciais do sistema solar, são comuns as colisões entre corpos planetários em crescimento. Alguns mundos colidem enquanto outros são lançados no espaço. Ao longo de dezenas de milhões de anos, este processo gradualmente forma e estabiliza sistemas planetários como o nosso.
Embora essas colisões sejam provavelmente uma ocorrência comum no universo, observá-las da Terra é muito difícil. Para detectá-lo, os detritos em rotação devem passar diretamente entre nós e a estrela, bloqueando parte da sua luz. Como resultado, o apagão pode ocorrer lentamente, às vezes ao longo de vários anos.
“O trabalho único de Andy utiliza décadas de dados para descobrir coisas que acontecem lentamente – histórias astronómicas que acontecem ao longo de uma década,” disse o autor sénior James Davenport, professor assistente no Departamento de Astronomia da UW. “Poucos investigadores procuram fenómenos desta forma, o que significa que todos os tipos de descobertas estão potencialmente disponíveis.”
Sinais infravermelhos detectam detritos quentes
Tsanidakis, principal autor do estudo, concentra-se em estrelas que apresentam mudanças dramáticas no brilho 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 causaram um eclipse que durou sete anos.
Gaia20ehk, no entanto, apresentou um quebra-cabeça muito diferente. Seu brilho caiu brevemente no início e depois tornou-se extremamente caótico. Os cientistas tentaram explicar o padrão até que Davenport sugeriu investigar observações feitas em luz infravermelha em vez de luz visível.
“A curva da luz infravermelha era exatamente o oposto da luz visível”, disse Tsanidakis. “Quando a luz visível começou a piscar e a diminuir, a luz infravermelha aumentou. Isto pode significar que o material que bloqueia a estrela é quente – tão quente que brilha no infravermelho.”
Uma colisão violenta de planetas poderia facilmente produzir este nível de calor. Tal evento também poderia explicar quedas anteriores no brilho observadas pelos astrônomos.
“Isso pode ser causado pelo fato de os dois planetas estarem cada vez mais próximos um do outro”, disse Tsanidakis. “Primeiro tiveram uma série de impactos que não produziram muita energia infravermelha. Depois tiveram uma grande colisão cataclísmica e a radiação infravermelha realmente aumentou.”
Um possível eco da formação da Terra e da Lua
Há também indícios de que esta colisão pode assemelhar-se ao evento que formou a Terra e a Lua há cerca de quatro mil milhões e meio de anos. A nuvem de detritos em torno de Gaia20ehk parece orbitar a estrela a uma distância de cerca de uma UA, que é aproximadamente a mesma distância entre a Terra e o Sol.
Neste local, o material espalhado poderia eventualmente arrefecer e fundir-se em novos corpos planetários, formando potencialmente algo semelhante a um sistema do tipo Terra-Lua. No entanto, os cientistas terão de esperar que a nuvem de detritos se assente antes de saber o que se formará. Este processo pode levar vários anos ou até milhões de anos.
Futuros telescópios serão capazes de detectar muito mais colisões
Por enquanto, a descoberta sublinha a importância de encontrar efeitos adicionais nos planetas. Espera-se que o Telescópio de Pesquisa Simoni no Observatório Vera K. Rubin do NSF-DOE desempenhe um papel importante quando a sonda espaço-tempo herdada começar ainda este ano. De acordo com as estimativas aproximadas de Davenport, o Observatório Rubin poderá detectar cerca de 100 dessas colisões na próxima década.
Encontrar mais eventos deste tipo poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre como os sistemas planetários se desenvolvem e ajudar a restringir a procura de mundos habitáveis fora do nosso sistema solar.
“Quão raro foi o evento que criou a Terra e a Lua? Esta questão é fundamental para a astrobiologia”, disse Davenport. “Parece que a Lua é um dos ingredientes mágicos que tornam a Terra um bom lugar para se viver. Ela pode ajudar a proteger a Terra de certos asteróides, cria marés oceânicas e condições climáticas que permitem que a química e a biologia se misturem em todo o mundo, e pode até desempenhar um papel na condução da atividade das placas tectônicas. Atualmente, não sabemos quão difundida é essa dinâmica. Mas se detectarmos mais colisões desse tipo, começaremos a descobrir.”
