Astrônomos observam nuvem de poeira gigante no espaço após colisão de dois objetos

O espaço pode ser um lugar violento. Objetos colidem uns com os outros, causando destruição ou levando à formação de corpos celestes maiores. Os cientistas atuam como detetives astronômicos e usam as evidências deixadas por essas colisões para reunir o que aconteceu e aprender sobre os objetos envolvidos.

Agora, astrônomos tiveram a chance de observar uma enorme nuvem de detritos do tamanho de uma estrela de um impacto assim que passou na frente de uma estrela próxima e bloqueou parte de sua luz.

Esse escurecimento temporário da luz das estrelas, conhecido como trânsito, é frequentemente um método usado para detectar a presença de exoplanetas em torno de estrelas além do nosso Sistema Solar.

Mas desta vez, as observações revelaram evidências de uma colisão entre dois corpos celestes provavelmente do tamanho de asteroides gigantes ou mini planetas, disseram os cientistas.

Uma equipe de astrônomos começou a observar rotineiramente HD 166191, uma estrela de 10 milhões de anos semelhante ao nosso Sol localizada a 388 anos-luz de distância, em 2015. Astronomicamente falando, ainda é uma estrela bastante jovem — considerando que nosso sol é 4,6 bilhões de anos.

Nessa idade, os planetesimais (corpo rochoso de gelo) geralmente se formam em torno das estrelas. Esses aglomerados de poeira em órbita que sobraram da formação da estrela se tornam corpos rochosos, não muito diferentes dos asteroides que sobraram da formação do nosso Sistema Solar.

Planetesimais encontrados em torno de outras estrelas podem coletar material e aumentar de tamanho, eventualmente se transformando em planetas.

O gás, que é necessário para a formação de estrelas, se dispersa ao longo do tempo entre os planetesimais – e então esses objetos correm cada vez mais o risco de colidir uns com os outros.

A equipe de pesquisa considerou que eles provavelmente seriam capazes de testemunhar tal evento se continuassem observando HD 166191. Usando o Telescópio Espacial Spitzer, os astrônomos fizeram mais de 100 observações da estrela entre 2015 e o início de 2020.

Detritos fornecem pistas sobre a formação planetária
Os planetesimais são pequenos demais para serem vistos por telescópios, mas quando colidem uns com os outros, suas nuvens de poeira são grandes o suficiente para serem observáveis.

Com base nos dados observáveis, os pesquisadores inicialmente acreditam que a nuvem de detritos se tornou tão alongada que ocupava uma área cerca de três vezes a da estrela — e essa é a estimativa mínima.

Mas a observação infravermelha do Spitzer viu apenas uma pequena porção da nuvem passar na frente da estrela, enquanto a nuvem total de detritos abrangeu uma região centenas de vezes o tamanho da estrela.

Para criar uma nuvem tão massiva, a colisão foi provavelmente o resultado de dois objetos semelhantes em tamanho a Vesta, um asteroide gigante de 530 quilômetros de largura quase do tamanho de um planeta anão no asteroide principal encontrado no cinturão entre Marte e Júpiter em nosso Sistema Solar, se unindo.

Quando esses dois corpos celestes colidiram, eles criaram calor e energia suficientes para vaporizar alguns dos detritos. Fragmentos dessa colisão provavelmente colidiram com outros pequenos objetos que orbitam HD 166191, contribuindo para a nuvem de poeira testemunhada pelo Spitzer.

“Ao olhar para discos de detritos empoeirados em torno de estrelas jovens, podemos essencialmente olhar para trás no tempo e ver os processos que podem ter moldado nosso próprio Sistema Solar”, disse a principal autora do estudo, Kate Su, professora de pesquisa do Observatório Steward da Universidade do Arizona.

“Aprendendo sobre o resultado de colisões nesses sistemas, também podemos ter uma ideia melhor da frequência com que planetas rochosos se formam em torno de outras estrelas”.

Primeira observação de testemunha ocular pós-colisão

Em meados de 2018, o HD 166191 cresceu em brilho, sugerindo atividade. O Spitzer, que observou a luz infravermelha invisível aos olhos humanos, detectou uma nuvem de detritos enquanto se movia na frente da estrela.

Esta observação foi comparada com as obtidas em luz visível por telescópios terrestres, que revelaram o tamanho e a forma da nuvem, bem como a rapidez com que ela evoluiu.

Os telescópios terrestres também testemunharam um evento semelhante cerca de 142 dias antes, durante um período em que havia uma lacuna nas observações do Spitzer.

“Pela primeira vez, capturamos o brilho infravermelho da poeira e a nebulosidade que a poeira introduz quando a nuvem passa na frente da estrela”, disse o coautor do estudo Everett Schlawin, professor assistente de pesquisa do Observatório Steward da Universidade do Arizona, em uma afirmação.

Tentativas anteriores do Spitzer de observar colisões em torno de estrelas jovens não revelaram muitos detalhes. As novas observações foram publicadas na semana passada no The Astrophysical Journal.

“Não há substituto para ser uma testemunha ocular de um evento”, disse o coautor do estudo George Rieke, professor de astronomia e ciências planetárias da Regents no Steward Observatory da Universidade do Arizona, em um comunicado.

“Todos os casos relatados anteriormente pelo Spitzer não foram resolvidos, com apenas hipóteses teóricas sobre como seria o evento real e a nuvem de detritos”.

À medida que os pesquisadores continuaram as observações, eles viram a nuvem de detritos se expandir e se tornar mais translúcida à medida que a poeira se dispersava rapidamente.

A nuvem não era mais visível em 2019. No entanto, havia duas vezes mais poeira no sistema em comparação com as observações do Spitzer antes da colisão.

A equipe de pesquisa continua monitorando a estrela usando outros observatórios infravermelhos e antecipando novas observações desses tipos de colisões usando o recém-lançado Telescópio Espacial James Webb.

CNN Brasil