Em um disco de gás e poeira em forma de planeta em torno de uma estrela jovem e próxima, dois objetos enormes colidiram recentemente em alta velocidade. O impacto colossal foi positivamente apocalíptico em tamanho, vaporizando material suficiente para fazer um pequeno planeta – pelo menos. Melhor ainda, a enorme nuvem de poeira criada no evento passou entre nós e a estrela, eclipsando-a duas vezes, permitindo que os astrônomos aprendessem mais sobre essa catástrofe.
A estrela é chamada HD 166191, e fica a cerca de 325 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Sagitário. É maior, mais massivo e mais quente que o Sol, e é jovem, provavelmente com apenas 10 milhões de anos – nosso Sol é 450 vezes mais velho que isso, então a estrela é apenas um bebê.
Estrelas jovens são comumente cercadas por um disco de material chamado disco protoplanetário, do qual os planetas se formam. Esses discos são quentes e, embora a maioria seja pequena demais para ser vista diretamente, seu calor emite luz infravermelha que pode trair sua presença. Este excesso infravermelho é visto com HD 166191, indicando que tal disco orbita.
Uma equipe de astrônomos observou a estrela com o Telescópio Espacial Spitzer especificamente para observar o disco e ver mudanças nele à medida que os planetas se formam. Spitzer foi um observatório infravermelho que operou por 17 anos antes de ser desativado em janeiro de 2020. Durante cinco anos, entre 2015 e 2019, o telescópio olhou para HD 166191, monitorando-o aproximadamente a cada três dias por um mês duas vezes por ano, enviando de volta mais de 100 observações separadas.
A luz infravermelha da estrela era praticamente constante até que, em 2018, de repente aumentou de brilho. Ao longo de cerca de um ano, dobrou de brilho, um grande aumento. Ele atingiu o pico em 2019 e ainda estava perto desse pico durante o último conjunto de observações do Spitzer no verão de 2019.
Um ponto-chave é que a própria estrela não ficou mais brilhante na luz visível – do tipo que nossos olhos veem – deixando bem claro que algo diferente da estrela estava gerando essa luz infravermelha. Dado que a estrela é jovem e provavelmente há planetas se formando no disco, a conclusão óbvia é que dois objetos rochosos protoplanetários colidiram em alta velocidade. O imenso impacto teria criado calor intenso, vaporizando muito material que esfriaria e se condensaria em poeira quente, e essa nuvem foi o que emitiu a luz infravermelha.
Curiosamente, duas grandes quedas foram vistas no brilho da luz visível da estrela, separadas por cerca de 142 dias, exatamente na mesma época em que o brilho do IR aumentou. Os astrônomos atribuem isso à própria nuvem de poeira que passa entre a estrela e nós, bloqueando sua luz. Se esse é o período orbital da nuvem de poeira, significa que os objetos colidiram a cerca de 90 milhões de km da estrela – um pouco menos que a distância de Vênus do nosso Sol – e considerando quanto tempo a estrela levou para escurecer e clarear novamente, a nuvem é enorme, com pelo menos 3 milhões de km de diâmetro.
E, de fato, é provavelmente muito maior. Se a órbita da nuvem está inclinada para nossa linha de visão, isso significa que apenas a borda dela cortou a estrela, então o tamanho real pode ser muito maior do que o inferido. Na verdade, o tipo de material visto geralmente representa apenas uma fração do material total expelido de tal evento, então pode haver muito mais nesta nuvem do que visto.
Dado o tamanho mínimo e o brilho da emissão infravermelha, os astrônomos calculam que a poeira gerada no impacto foi suficiente para criar um único objeto de 400 a 600 km de diâmetro. Aquilo é enorme; o tamanho de Vesta, o segundo maior objeto em nosso cinturão de asteróides, e novamente isso é o mínimo. Os objetos que colidiram podem ter o tamanho de um planeta.
Incrível. A centenas de anos-luz de distância, dois objetos planetários se chocaram a uma velocidade que provavelmente seria de dezenas de milhares de quilômetros por hora, e a explosão catastrófica resultante de material expeliu 100 quatrilhões de toneladas de poeira. Pelo menos.
Já vimos evidências de tais coisas antes, mas esta é a primeira vez que uma nuvem de detritos foi vista transitando pela estrela, permitindo que o tamanho e a massa da nuvem fossem calculados. Isso é fenomenal. Infelizmente, sem o Spitzer não está claro se essas coisas podem ser seguidas; É provável que James Webb tenha uma enorme quantidade de subscrições, e observar o mesmo objeto repetidamente com frequência suficiente para capturar tal evento parece algo que o Comitê de Alocação do Telescópio JWST provavelmente negaria. Eu adoraria ver mais pequenos telescópios infravermelhos no espaço também, para que possamos identificar coisas como JWST e ainda fazer mais pesquisas, como observar colisões planetárias como as que eu vi nos filmes quando era criança.
Porque eles realmente acontecem. E podemos aprender muito sobre como sistemas solares como o nosso e outros se formam observando-os.
* Um protoplaneta é a condensação de matéria que constitui a fase inicial na evolução de um planeta.
