Os sistemas planetários jovens geralmente "sofrem" muito quando crescem, à medida que corpos recém-formados colidem e fundem-se para formar planetas progressivamente maiores.
© Mark A. Garlick (impacto gigante no sistema estelar próximo HD 172555)
No nosso próprio Sistema Solar, pensa-se que a Terra e a Lua sejam produtos deste tipo de impacto gigante. Os astrônomos presumem que tais colisões deveriam ser comuns em sistemas primitivos, mas têm sido difíceis de observar em torno de outras estrelas.
Agora, astrônomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology), da Universidade Nacional da Irlanda, da Universidade de Cambridge descobriram evidências de um impacto gigante que ocorreu num sistema estelar próximo, a apenas 95 anos-luz da Terra.
A estrela, chamada HD 172555, tem cerca de 23 milhões de anos e os cientistas suspeitaram que a sua poeira contém vestígios de uma colisão recente. A equipe observou mais evidências de um impacto gigante em torno da estrela. Determinaram que a colisão provavelmente ocorreu entre um planeta do tamanho aproximado da Terra e um impactador menor, há pelo menos 200.000 anos, com velocidades de cerca de 10 km/s.
Crucialmente, foi detectado gás indicando que tal impacto de alta velocidade provavelmente fez explodir parte da atmosfera do planeta, um evento dramático que explicaria o gás e poeira observados em torno da estrela.
A estrela HD 172555 tem sido objeto de intriga entre os astrônomos devido à composição incomum da sua poeira. As observações ao longo dos últimos anos mostraram que a poeira da estrela contém grandes quantidades de minerais incomuns, em grãos que são muito mais finos do que o esperado para um típico disco estelar de detritos.
Foram analisados dados obtidos pelo ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile, que consiste de 66 radiotelescópios, cujo espaçamento pode ser ajustado para aumentar ou diminuir a resolução das suas imagens. A equipe examinou os dados do arquivo público do ALMA, em busca de sinais de monóxido de carbono em torno de estrelas próximas. Quando for analisado o gás em discos de detritos, o monóxido de carbono é normalmente o mais brilhante e, portanto, o mais fácil de encontrar.
Com uma reanálise cuidadosa, foi detectado monóxido de carbono ao redor da estrela. Quando foi medida a sua abundância, descobriu-se que o gás correspondia a 20% do monóxido de carbono encontrado na atmosfera de Vênus. Também foi observado que o gás estava circulando em grandes quantidades, surpreendentemente perto da estrela, a cerca de 10 UA (10 vezes a distância entre a Terra e o Sol).
O monóxido de carbono é normalmente vulnerável à fotodissociação, um processo no qual os fótons de uma estrela quebram e destroem a molécula. A curta distância, normalmente haveria muito pouco monóxido de carbono tão perto de uma estrela. Assim, o grupo testou vários cenários para explicar a aparência abundante e próxima do gás. E rapidamente descartaram um cenário no qual o gás surgia de detritos de uma estrela recém-formada, bem como outro em que o gás era produzido por um cinturão de asteroides gelados. Também consideraram um cenário no qual o gás era emitido por muitos cometas gelados vindos de uma cinturão de asteroides distante, semelhante ao cinturão de Kuiper. Mas os dados também não encaixavam neste cenário. O último cenário que a equipe considerou foi que o gás era um remanescente de um impacto gigante.
A equipe estima que o gás foi liberado de um impacto gigante que ocorreu há pelo menos 200.000 anos, recente o suficiente para que a estrela não tivesse tido tempo de destruir completamente o gás.
Com base na abundância do gás, o impacto foi provavelmente massivo, envolvendo dois protoplanetas, provavelmente comparáveis em tamanho com a Terra. O impacto foi tão grande que provavelmente explodiu parte da atmosfera de um planeta, na forma do gás que é observado hoje.
Este estudo possibilita estudar a composição das atmosferas de exoplanetas que sofrem impactos gigantes, o que, em última análise, pode ajudar a esclarecer a condição atmosférica dos planetas terrestres durante o seu próprio estágio de impactos gigantes.
Um artigo foi publicado na revista Nature.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
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