Anastasios (Andy) Tzanidakis estava revisando observações arquivadas de telescópios de 2020 quando notou algo incomum. Uma estrela aparentemente ordinária chamada Gaia20ehk estava se comportando de uma maneira que os astrônomos raramente veem. Localizada a cerca de 11.000 anos-luz da Terra, perto da constelação de Puppis, Gaia20ehk é uma estrela “da sequência principal” estável, semelhante ao nosso sol. Estrelas desse tipo costumam brilhar com uma luminosidade estável e previsível. Em vez disso, esta começou a piscar de maneira errática.
“A saída de luz da estrela era uniforme, mas a partir de 2016, ela teve três quedas de luminosidade. E então, por volta de 2021, ficou completamente maluca,” disse Tzanidakis, um candidato a doutorado em astronomia na Universidade de Washington. “Não posso enfatizar o suficiente que estrelas como o nosso sol não fazem isso. Então, quando vimos esta, ficamos tipo ‘Olá, o que está acontecendo aqui?'”
Evidências Apontam para uma Colisão Planetária Maciça
Pesquisadores eventualmente determinaram que o comportamento estranho não vinha da estrela em si. Em vez disso, enormes quantidades de rocha e poeira estavam passando na frente da estrela enquanto orbitavam o sistema, bloqueando parcialmente a luz que viajava em direção à Terra. Os detritos pareciam ter sido criados por um evento extraordinário: uma colisão violenta entre dois planetas.
“É incrível que vários telescópios capturaram esse impacto em tempo real,” disse Tzanidakis. “Existem apenas algumas outras colisões planetárias registradas, e nenhuma que tenha tantas semelhanças com o impacto que criou a Terra e a lua. Se pudermos observar mais momentos como este em outras partes da galáxia, nos ensinará muito sobre a formação do nosso mundo.”
A análise da equipe foi publicada em 11 de março na The Astrophysical Journal Letters.
Por que Colisões Planetárias Acontecem
A formação de planetas é um processo caótico. Em torno de estrelas jovens, a gravidade puxa material como poeira, gás, gelo e detritos rochosos que orbitam a estrela. Nos estágios iniciais de um sistema solar, colisões entre corpos planetários em crescimento são comuns. Alguns mundos colidem, enquanto outros são lançados para fora do espaço. Ao longo de dezenas de milhões de anos, esse processo gradualmente molda e estabiliza sistemas planetários como o nosso.
Embora essas colisões sejam provavelmente comuns no universo, testemunhar uma da Terra é extremamente difícil. Para detectá-la, os detritos em órbita devem passar diretamente entre nós e a estrela, bloqueando parte de sua luz. O padrão de escurecimento resultante pode se desenrolar lentamente, às vezes ao longo de vários anos.
“O trabalho único de Andy aproveita décadas de dados para encontrar coisas que estão acontecendo lentamente — histórias de astronomia que se desenrolam ao longo de uma década,” disse o autor sênior James Davenport, professor assistente de pesquisa em astronomia na UW. “Não muitos pesquisadores estão procurando fenômenos dessa maneira, o que significa que todo tipo de descobertas está potencialmente à disposição.”
Sinais Infravermelhos Revelam Detritos Quentes
Tzanidakis, o autor principal do estudo, foca em estrelas que apresentam mudanças dramáticas de brilho ao longo do tempo. Pesquisas anteriores na Universidade de Washington ajudaram a identificar um sistema onde uma estrela binária e uma grande nuvem de poeira produziram um eclipse que durou sete anos.
No entanto, Gaia20ehk apresentava um quebra-cabeça completamente diferente. Seu brilho primeiro caiu brevemente e então se tornou extremamente caótico. Os cientistas tiveram dificuldades para explicar o padrão até que Davenport sugeriu examinar observações feitas em luz infravermelha em vez de luz visível.
“A curva de luz em infravermelho era o oposto completo da luz visível,” disse Tzanidakis. “À medida que a luz visível começava a piscar e escurecer, a luz infravermelha disparava. O que poderia significar que o material que estava bloqueando a estrela é quente — tão quente que brilha no infravermelho.”
Uma colisão planetária violenta poderia facilmente gerar esse nível de calor. Tal evento também explicaria as quedas de luminosidade observadas anteriormente.
“Isso poderia ser causado pelos dois planetas se aproximando cada vez mais um do outro,” disse Tzanidakis. “No começo, eles tiveram uma série de impactos rasantes, que não produziriam muita energia em infravermelho. Então, eles tiveram sua grande colisão catastrófica, e o infravermelho realmente aumentou.”
Um Possível Eco da Formação da Terra e da Lua
Há também indícios de que essa colisão pode se assemelhar ao evento que formou a Terra e a lua há cerca de quatro bilhões e meio de anos. A nuvem de detritos ao redor de Gaia20ehk parece orbitar a estrela a cerca de uma unidade astronômica, que é aproximadamente a mesma distância entre a Terra e o sol.
Nessa localização, o material disperso poderia eventualmente esfriar e se combinar em novos corpos planetários, potencialmente formando algo semelhante a um sistema tipo Terra-lua. No entanto, os cientistas precisarão esperar que a nuvem de detritos se assente antes de saber o que se formará. Esse processo pode levar alguns anos, ou até milhões de anos.
Telescópios Futuros Poderão Detectar Muitas Mais Colisões
No momento, a descoberta destaca a importância de buscar mais impactos planetários. O Telescópio Simonyi do Observatório Vera C. Rubin, gerenciado pela NSF-DOE, deve desempenhar um papel importante assim que começar seu Legacy Survey of Space and Time no final deste ano. De acordo com estimativas aproximadas de Davenport, o Observatório Rubin poderá detectar cerca de 100 colisões semelhantes na próxima década.
Encontrar mais eventos como este poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre como os sistemas planetários evoluem e ajudar a restringir a busca por mundos habitáveis além do nosso sistema solar.
“Quão raro é o evento que criou a Terra e a lua? Essa questão é fundamental para a astrobiologia,” disse Davenport. “Parece que a lua é um dos ingredientes mágicos que faz da Terra um bom lugar para a vida. Ela pode ajudar a proteger a Terra de alguns asteroides, produz as marés do oceano e o clima que permitem que a química e a biologia se misturem globalmente, e pode até mesmo desempenhar um papel na atividade das placas tectônicas. Atualmente, não sabemos quão comuns são essas dinâmicas. Mas se capturarmos mais dessas colisões, começaremos a descobrir.”
