“Astrónomos acreditam ter visto colisão de dois planetas – ‘Totalmente Louco’”

A luz trémula de uma estrela distante - como uma vela a apagar-se - conduziu os astrónomos a uma descoberta impressionante.

A partir da análise de variações invulgares numa estrela semelhante ao Sol, chamada Gaia-GIC-1 e situada a cerca de 11 600 anos-luz, a explicação mais consistente aponta para um cenário dramático: dois planetas ainda “bebés” (planetesimais de grande porte) terão colidido muito perto da estrela.

“É extraordinário que vários telescópios tenham apanhado este impacto em tempo real”, afirma o astrónomo Anastasios Tzanidakis, da Universidade de Washington.

“Existem muito poucos registos de colisões planetárias de qualquer tipo, e nenhum com tantas semelhanças com o impacto que terá originado a Terra e a Lua. Se conseguirmos observar mais episódios destes noutros pontos da galáxia, aprenderemos imenso sobre a formação do nosso mundo.”

Gaia-GIC-1 e a colisão de planetesimais: o que a estrela revelou

A Gaia-GIC-1 é uma estrela do tipo F, parecida com o Sol, mas mais quente e maior. Tem cerca de 1,7 vezes o raio do Sol e aproximadamente 1,3 vezes a sua massa. Encontra-se próxima da constelação austral da Popa, nas regiões exteriores do disco da Via Láctea.

A sua idade exacta continua difícil de determinar, mas o seu aspecto é de relativa estabilidade: está firmemente na sequência principal, fase “adulta” em que a energia provém da fusão de hidrogénio no núcleo. Estrelas do tipo F tendem a ser bastante regulares - não costumam exibir a actividade errática típica de muitas anãs vermelhas, nem as flutuações peculiares associadas a estrelas já em fim de vida (como a famosa Betelgeuse).

Foi por isso que as mudanças observadas na luminosidade desta estrela se tornaram tão desconcertantes.

Um comportamento impossível para uma estrela “normal”

As primeiras alterações na Gaia-GIC-1 foram registadas há quase uma década. No entanto, só quando Tzanidakis revisitou dados mais antigos é que o padrão chamou verdadeiramente a atenção.

“A emissão de luz da estrela era bonita e estável, mas a partir de 2016 surgiram três quebras de brilho. Depois, por volta de 2021, aquilo ficou completamente fora de controlo”, explica.

“Não há como sublinhar o suficiente: estrelas como o nosso Sol não fazem isto. Quando vimos este caso, foi como dizer: ‘Então… o que se passa aqui?’”

No conjunto dos registos, a luz da estrela acabou por escurecer até cerca de 25%, seguindo um padrão que nunca tinha sido documentado com esta assinatura.

A chave estava no infravermelho (e não no visível)

O astrónomo James Davenport, também da Universidade de Washington, sugeriu observar o fenómeno por outro ângulo - e foi aí que a história ganhou um novo contorno.

“A curva de luz no infravermelho era exactamente o inverso do que víamos no visível”, diz Tzanidakis.

“Quando a luz visível começou a falhar e a enfraquecer, o infravermelho disparou. Isso pode significar que o material que está a bloquear a estrela está quente - tão quente que brilha no infravermelho.”

Este contraste entre luz visível e luz infravermelha é o tipo de pista que ajuda a distinguir entre variabilidade intrínseca da estrela e algo externo a passar (ou a formar-se) na linha de visão.

Um rasto de poeira quente, com massa de asteroide

A interpretação das observações aponta para uma nuvem de poeira com uma massa comparável à de um grande asteroide, aproximando-se de metade da massa do planeta anão Ceres, aquecida a cerca de 900 kelvin.

Segundo a modelação realizada pelos investigadores, há um tipo de acontecimento capaz de acomodar simultaneamente a massa, a temperatura e o padrão estranho das oscilações de brilho.

Sistemas planetários jovens: um caos propício a impactos

Os sistemas planetários, sobretudo nos seus primeiros tempos, podem ser ambientes extremamente turbulentos. A poeira e o gás podem aglomerar-se, formando “sementes” de planetas - os planetesimais - sempre que a densidade e a gravidade o permitam, independentemente do que mais esteja a circular em torno da estrela jovem.

Este contexto favorece colisões frequentes, algo que os cientistas acreditam ter ocorrido também no nosso Sistema Solar. Para além de períodos posteriores de bombardeamento intenso, em que inúmeros asteroides atingiram os planetas jovens, existe a hipótese de um corpo com dimensões semelhantes às de Marte ter embatido na Terra. O impacto teria lançado detritos para órbita, que acabariam por se agregar e formar a Lua.

Por que é tão difícil apanhar uma colisão planetária?

Reunir provas directas de processos semelhantes a acontecerem em torno de outras estrelas é complicado. As colisões planetárias ocorrem à escala de objectos relativamente pequenos (quando vistos a distâncias galácticas) e desenrolam-se depressa, deixando para trás nuvens de poeira efémeras - “curtas” na escala do Universo - e, por isso, difíceis de detectar do outro lado da galáxia.

Ainda assim, levantamentos de grande escala como o Gaia mudaram o jogo: ao monitorizar grandes porções do céu repetidamente, os astrónomos conseguem medir brilho, cores e posições de um número enorme de estrelas e detectar alterações subtis (ou, neste caso, dramáticas) no seu comportamento.

O cenário mais provável: impactos rasantes antes do choque final

De acordo com os investigadores, uma colisão entre planetesimais consegue explicar a massa e o aquecimento inferidos, e também reproduzir as flutuações incomuns do brilho - incluindo a fase de escurecimento inicial e o período posterior de “caos”.

Uma possibilidade é que dois planetesimais, ao aproximarem-se progressivamente, tenham passado por vários choques rasantes antes de ocorrer o embate final, mais destrutivo e rico em detritos.

A modelação indica que a colisão terá ocorrido a uma distância de cerca de uma unidade astronómica da estrela hospedeira - aproximadamente a mesma distância que separa a Terra do Sol.

O que isto pode dizer sobre a Terra, a Lua e a vida

Se o choque detectado em Gaia-GIC-1 for, de facto, análogo (em dinâmica) aos grandes impactos que moldaram o nosso Sistema Solar, pode tornar-se uma pista valiosa sobre os anos formativos da Terra, do nosso ambiente e, por extensão, das condições que permitem a vida.

“Quão raro foi o evento que originou a Terra e a Lua? Essa é uma pergunta central para a astrobiologia”, afirma Davenport.

“Parece que a Lua é um dos ingredientes ‘mágicos’ que tornam a Terra um bom lugar para a vida. Pode ajudar a proteger a Terra de alguns asteroides, gera marés oceânicas e padrões meteorológicos que permitem que química e biologia se misturem à escala global, e pode até ter um papel na dinâmica das placas tectónicas.

“Neste momento, não sabemos quão comuns são estas dinâmicas. Mas, se apanharmos mais colisões deste tipo, começaremos a perceber.”

O que vem a seguir: confirmar, comparar e vigiar

Eventos como este são especialmente valiosos porque ligam observações directas (curvas de luz no visível e no infravermelho) a modelos físicos de formação planetária. À medida que mais levantamentos e campanhas de seguimento acumularem medições ao longo de anos, será possível comparar casos, distinguir diferentes tipos de impactos e perceber que assinaturas são mais típicas de colisões entre planetesimais.

Além disso, observações futuras com instrumentos sensíveis ao infravermelho poderão ajudar a acompanhar a evolução da poeira ao longo do tempo - por exemplo, se arrefece, se se dispersa, ou se parte do material volta a agregar-se - clarificando quanto dura a “impressão digital” observável de uma colisão deste género.

A investigação foi publicada na revista Cartas do Jornal Astrofísico.