Asteróides colidem num sistema estelar próximo.

Apenas pela segunda vez de que há registo, foi observada a colisão entre dois asteroides em torno de uma estrela alienígena, não muito para lá dos limites do Sistema Solar.

Fomalhaut: um laboratório natural para estudar a formação de planetas

A estrela em causa é Fomalhaut, um verdadeiro “bebé” cósmico com apenas 440 milhões de anos, ainda envolto por um disco de detritos remanescentes do seu processo de formação. Situada a apenas 25 anos-luz, Fomalhaut constitui um excelente laboratório para investigar os processos no disco que antecedem a formação de planetas.

Foi neste cenário que o Telescópio Espacial Hubble revelou um acontecimento que pode encaixar nesses processos: dois blocos rochosos, cada um estimado com cerca de 60 quilómetros (37 milhas) de diâmetro. Se não se tivessem reduzido a pó ao embaterem, estas “sementes” poderiam, com o tempo, ter crescido e dado origem a planetas em órbita da estrela.

Um novo clarão no disco de detritos de Fomalhaut

“É certamente a primeira vez que vejo um ponto de luz aparecer do nada num sistema exoplanetário”, afirma o astrónomo Paul Kalas, da Universidade da Califórnia, em Berkeley.

“Ele não aparece em nenhuma das nossas imagens anteriores do Hubble, o que significa que acabámos de testemunhar uma colisão violenta entre dois objetos massivos e uma enorme nuvem de detritos, diferente de tudo o que existe hoje no nosso próprio Sistema Solar. Incrível!”

O antecedente: Fomalhaut b (Dagon) e o mistério do desaparecimento

Este não é, contudo, o primeiro episódio insólito associado a Fomalhaut. Em 2004, astrónomos identificaram na sua órbita um objeto com brilho comparável ao de um planeta. Observações posteriores, com imagens diretas obtidas em 2012, pareceram corroborar a deteção. O suposto gigante gasoso foi mesmo designado Fomalhaut b e recebeu um nome: Dagon.

Mas, quando foram recolhidos novos dados em 2014, Dagon tinha desaparecido por completo. A comunidade concluiu que a explicação mais plausível para o “sumiço” era simples: o objeto nunca tinha sido um planeta; seria antes uma nuvem de poeira luminosa e em expansão, produzida por uma colisão violenta entre dois asteroides.

2023: o Hubble volta a olhar e encontra outra fonte de luz

Avançando para 2023, o Hubble voltou a apontar para Fomalhaut para verificar se a estrela teria protagonizado novos episódios estranhos. E, sim, a atividade estava ao rubro: surgiu uma mancha luminosa nas proximidades da estrela, com um aspeto muito semelhante ao do antigo Dagon.

“Com estas observações, a nossa intenção original era monitorizar o Fomalhaut b, que inicialmente pensámos ser um planeta”, explica o astrónomo Jason Wang, da Northwestern University.

“Partimos do princípio de que a luz brilhante era o Fomalhaut b, porque essa é a fonte conhecida no sistema. Mas, ao compararmos cuidadosamente as nossas novas imagens com imagens anteriores, percebemos que não podia ser a mesma fonte. Isso foi emocionante e, ao mesmo tempo, deixou-nos a coçar a cabeça.”

Kalas e os seus colegas batizaram a nova mancha de Fomalhaut cs2, abreviatura de “fonte circunestelar 2”. Já Dagon foi reclassificado como Fomalhaut cs1. Adeus, Dagon.

Fomalhaut cs2 pode “fingir” ser um planeta - e isso é um aviso

“Fomalhaut cs2 parece exatamente um planeta extrassolar a refletir a luz da estrela”, esclarece Kalas. “O que aprendemos ao estudar o cs1 é que uma grande nuvem de poeira pode mascarar-se de planeta durante muitos anos. Isto é uma nota de cautela para futuras missões que pretendam detetar planetas extrassolares por luz refletida.”

Com base nas observações do Hubble - e também em dados anteriores sobre a evolução do cs1 - a equipa calculou que as duas nuvens são, muito provavelmente, o resultado de colisões entre corpos pequenos e de dimensões semelhantes. Curiosamente, ambas terão ocorrido numa zona parecida, nos limites exteriores do disco de Fomalhaut.

“A teoria anterior sugeria que deveria haver uma colisão a cada 100.000 anos, ou mais. Aqui, em 20 anos, vimos duas”, diz Kalas.

“Se tivesse um filme dos últimos 3.000 anos, acelerado de modo a que cada ano fosse uma fração de segundo, imagine quantos clarões veria nesse período. O sistema planetário de Fomalhaut estaria a cintilar com estas colisões.”

Duas colisões permitem estatística, não apenas um caso isolado

Uma colisão - um único ponto de dados, por si só - indica que este tipo de fenómeno pode acontecer nas circunstâncias específicas em que ocorreu. Já uma segunda colisão muda o panorama: uma segunda colisão dá-nos estatística.

“O aspeto entusiasmante desta observação é que permite aos investigadores estimar tanto o tamanho dos corpos em colisão como quantos existem no disco - informação que é quase impossível de obter por outros meios”, afirma o astrónomo Mark Wyatt, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

“As nossas estimativas colocam os planetesimais destruídos para criar o cs1 e o cs2 com apenas 37 milhas ou 60 quilómetros de diâmetro, e inferimos que existem 300 milhões desses objetos a orbitar no sistema de Fomalhaut.”

Um ambiente próximo complexo - e ainda sem planetas confirmados

O ambiente imediato da estrela é, de facto, particularmente interessante. Outras observações recentes mostraram que o disco apresenta lacunas concêntricas - um indício de que algo está a limpar os detritos, possivelmente um planeta em formação a varrer o percurso da sua órbita. No entanto, os próprios planetas ainda não foram observados diretamente.

Entretanto, observações de 2023 com o JWST revelaram um grande nó de poeira no mesmo anel exterior onde cs1 e cs2 apareceram. Na altura, os astrónomos atribuíram-no a mais uma colisão, embora essa interpretação ainda não tenha sido confirmada.

Apesar de Fomalhaut levantar muitas questões para as quais ainda não há respostas, o quadro que começa a emergir aponta para um ambiente dinâmico que poderá ser indicativo das fases iniciais de formação planetária.

“O sistema é um laboratório natural para investigar como os planetesimais se comportam quando entram em colisão, o que, por sua vez, nos diz do que são feitos e como se formaram”, afirma Wyatt.

O que vem a seguir: acompanhar a evolução do cs2

Os investigadores vão continuar a recorrer tanto ao Hubble como ao JWST para observar o cs2 e perceber como evolui nos próximos anos.

“Vamos seguir o cs2 para detetar quaisquer alterações na sua forma, brilho e órbita ao longo do tempo”, diz Kalas. “É possível que o cs2 comece a tornar-se mais oval ou a adquirir uma forma mais cometária, à medida que os grãos de poeira são empurrados para fora pela pressão da luz estelar.”

A investigação foi publicada na Science.