Tal como uns carrinhos de choque cósmicos, os cientistas pensam que os primeiros tempos do nosso Sistema Solar foram uma época de violenta desordem, com planetesimais, asteroides e cometas se chocando entre si e bombardeando a Terra, a Lua e os outros planetas interiores com detritos.
© T. Müller (ilustração da colisão de dois planetesimais)
Agora, num marco histórico, o telescópio espacial Hubble captou diretamente imagens de colisões catastróficas semelhantes num sistema planetário próximo em torno de outra estrela, Fomalhaut.
A apenas 25 anos-luz da Terra, Fomalhaut é uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno. Localizada na constelação do Peixe Austral, é mais massiva e mais brilhante do que o Sol e está rodeada por vários cinturões de detritos poeirentos.
Em 2008, os cientistas usaram o Hubble para descobrir um candidato a planeta em torno de Fomalhaut, tornando-o o primeiro sistema estelar com um possível planeta encontrado usando luz visível. Esse objeto, chamado Fomalhaut b, parece agora ser uma nuvem de poeira disfarçada de planeta; o resultado da colisão de planetesimais. Enquanto procuravam Fomalhaut b em observações recentes do Hubble, os cientistas ficaram surpreendidos ao encontrar um segundo ponto de luz num local semelhante em torno da estrela. Chamam a este objeto "circumstellar source 2" ou "cs2", enquanto o primeiro objeto é agora conhecido como "cs1".
© P. Kallas (nuvens de poeira cs1 e cs2 ao redor da estrela Fomalhaut)
Esta imagem composta, obtida pelo telescópio espacial Hubble, mostra o anel de detritos e as nuvens de poeira cs1 e cs2 em torno da estrela Fomalhaut. A própria Fomalhaut está mascarada para permitir que as características mais tênues sejam vistas. A sua localização está marcada pela estrela branca.
A razão pela qual os astrônomos estão vendo estas duas nuvens de detritos tão próximas uma da outra é um mistério. Se as colisões entre asteroides e planetesimais fossem aleatórias, cs1 e cs2 deveriam aparecer por acaso em locais não relacionados. No entanto, estão posicionadas intrigantemente perto uma da outra ao longo da porção interior do disco de detritos exterior de Fomalhaut. Outro mistério é a razão pela qual os cientistas testemunharam estes dois eventos num período tão curto.
As colisões são fundamentais para a evolução dos sistemas planetários, mas são raras e difíceis de estudar. O aspecto interessante desta observação é que permite aos pesquisadores estimar o tamanho dos corpos em colisão e quantos deles existem no disco, informação que é quase impossível de obter por qualquer outro meio. As estimativas colocam os planetesimais que foram destruídos para criar cs1 e cs2 com apenas 60 quilômetros de diâmetro, e foi inferido que existem 300 milhões de objetos deste tipo orbitando no sistema Fomalhaut.
A natureza transiente de Fomalhaut cs1 e cs2 coloca desafios a futuras missões espaciais que pretendam obter imagens diretas de exoplanetas. Esses telescópios podem confundir nuvens de poeira como cs1 e cs2 com planetas reais. Fomalhaut cs2 parece-se exatamente como um exoplaneta que reflete a luz estelar.
Estando mais perto do cinturão de poeira do que cs1, a nuvem cs2 em expansão tem mais probabilidades de começar a encontrar outro material no cinturão. Isto poderia levar a uma súbita avalanche de mais poeira no sistema, o que poderia fazer com que toda a área circundante ficasse mais brilhante.
Os astrônomos irão acompanhar cs2 para detectar quaisquer alterações na sua forma, brilho e órbita ao longo do tempo. É possível que cs2 comece a ter uma forma mais oval ou cometária à medida que os grãos de poeira são empurrados para fora pela pressão da luz estelar. A equipe também vai usar o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do telescópio Eepacial James Webb para observar cs2. O NIRCam do Webb tem a capacidade de fornecer informação de cor que pode revelar o tamanho dos grãos de poeira da nuvem e a sua composição. Pode até determinar se a nuvem contém água gelada.
O Hubble e o Webb são os únicos observatórios capazes de obter este tipo de imagens. Enquanto o Hubble vê principalmente em comprimentos de onda visíveis, o Webb pode ver cs2 no infravermelho. Estes comprimentos de onda diferentes e complementares são necessários para fornecer uma ampla investigação multiespectral e uma imagem mais completa do misterioso sistema Fomalhaut e da sua rápida evolução.
Um artigo foi publicado na revista Science.
Fonte: University of California