EXOPLANETA APARENTEMENTE DESAPARECE NAS ÚLTIMAS OBSERVAÇÕES DO HUBBLE

O que os astrônomos fazem quando um planeta que estão estudando de repente parece desaparecer de vista? Na lendária galáxia Star Wars (você sabe, “há muito tempo e muito, muito longe”), o planeta pode ter sido vítima da estrela da Morte destruidora do império do mal. Mas isso é bastante improvável em nosso quintal cósmico. O planeta desaparecido em ação foi visto pela última vez orbitando a estrela Fomalhaut, a apenas 25 anos-luz de distância. (Na verdade, Fomalhaut está tão perto de nós que é uma das estrelas mais brilhantes do céu, na constelação de Peixes Austrinus, o Peixe do Sul.)

Uma equipe de pesquisadores da Universidade do Arizona acredita que um planeta adulto nunca existiu. Em vez disso, eles concluíram que o Telescópio Espacial Hubble estava olhando para uma nuvem em expansão de partículas de poeira muito finas de dois corpos gelados que se chocaram. Hubble chegou tarde demais para testemunhar a suspeita de colisão, mas pode ter capturado suas consequências. Isso aconteceu em 2008, quando astrônomos anunciaram ansiosamente que o Hubble fez sua primeira imagem de um planeta orbitando outra estrela. O objeto de aparência diminuta apareceu como um ponto próximo a um vasto anel de destroços de gelo circundando Fomalhaut. Nos anos seguintes, eles rastrearam o planeta ao longo de sua trajetória. Mas com o tempo, o ponto, com base na análise dos dados do Hubble, foi ficando mais fraco até simplesmente sumir de vista, dizem os pesquisadores, enquanto eles examinavam os dados de arquivo do Hubble.

As famílias de asteróides em nosso próprio sistema solar são consideradas relíquias fósseis de tais colisões que aconteceram aqui bilhões de anos atrás, na juventude indisciplinada do sistema solar. Mas nenhum cataclismo desse tipo foi visto acontecendo em torno de outra estrela. Por quê? No caso de Fomalhaut, estima-se que tais destruições ocorram uma vez a cada 200.000 anos. Portanto, os astrônomos do Hubble podem ter tido a sorte de estar olhando para o lugar certo na hora certa.

Provavelmente, serão necessárias observações de acompanhamento para testar essa conclusão surpreendente.

Esquerda: Um vasto anel de destroços ao redor de Fomalhaut. À direita: modelo de nuvem de poeira em expansão de Fomalhaut b

Modelo de nuvem de poeira de Fomalhaut b

Agora você vê, agora não.

O que os astrônomos pensavam ser um planeta além do nosso sistema solar, agora aparentemente desapareceu de vista. Embora isso aconteça na ficção científica, como a explosão do planeta natal do Super-Homem, Krypton, os astrônomos estão procurando uma explicação plausível.

Uma interpretação é que, ao invés de ser um objeto planetário de tamanho real, que foi fotografado pela primeira vez em 2004, ele poderia ser uma vasta nuvem de poeira em expansão produzida em uma colisão entre dois grandes corpos orbitando a brilhante estrela próxima Fomalhaut. Potenciais observações de acompanhamento podem confirmar esta conclusão extraordinária.

“Essas colisões são extremamente raras e, portanto, é importante que possamos ver uma”, disse András Gáspár, da Universidade do Arizona, Tucson. “Acreditamos que estávamos no lugar certo na hora certa para testemunhar um evento tão improvável com o telescópio espacial Hubble da NASA.”

“O sistema Fomalhaut é o laboratório de teste definitivo para todas as nossas ideias sobre como os exoplanetas e os sistemas estelares evoluem”, acrescentou George Rieke, do Observatório Steward da Universidade do Arizona. “Temos evidências de tais colisões em outros sistemas, mas nenhuma desta magnitude foi observada em nosso sistema solar. Este é um projeto de como os planetas se destroem.”

O objeto, denominado Fomalhaut b, foi anunciado pela primeira vez em 2008, com base em dados obtidos em 2004 e 2006. Era claramente visível em vários anos de observações do Hubble que revelaram que era um ponto em movimento. Até então, a evidência de exoplanetas tinha sido principalmente inferida por métodos de detecção indireta, como oscilações estelares sutis para frente e para trás e sombras de planetas passando na frente de suas estrelas.

Ao contrário de outros exoplanetas com imagens diretas, no entanto, puzzles incômodos surgiram com Fomalhaut b no início. O objeto era excepcionalmente brilhante na luz visível, mas não tinha nenhuma assinatura de calor infravermelha detectável. Os astrônomos conjeturaram que o brilho adicional veio de uma enorme concha ou anel de poeira ao redor do planeta que pode ter sido relacionado à colisão. A órbita de Fomalhaut b também parecia incomum, possivelmente muito excêntrica.

“Nosso estudo, que analisou todos os dados disponíveis do Hubble em Fomalhaut, revelou várias características que juntas pintam uma imagem de que o objeto do tamanho de um planeta pode nunca ter existido em primeiro lugar”, disse Gáspár.

A equipe enfatiza que o último prego no caixão veio quando a análise dos dados das imagens do Hubble tiradas em 2014 mostraram que o objeto havia desaparecido, para sua descrença. Para aumentar o mistério, as imagens anteriores mostraram que o objeto desvanece continuamente com o tempo, dizem eles. “Claramente, Fomalhaut b estava fazendo coisas que um planeta de boa-fé não deveria estar fazendo”, disse Gáspár.

A interpretação é que Fomalhaut b está se expandindo lentamente a partir do choque que lançou uma nuvem de poeira em dissipação para o espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, Gáspár e Rieke acreditam que a colisão ocorreu não muito antes das primeiras observações feitas em 2004. Agora, a nuvem de detritos, consistindo de partículas de poeira em torno de 1 mícron (1/50 do diâmetro de um cabelo humano) , está abaixo do limite de detecção do Hubble. Estima-se que a nuvem de poeira já tenha se expandido para um tamanho maior do que a órbita da Terra em torno de nosso sol.

Igualmente confuso é que a equipe relata que o objeto está mais provavelmente em um caminho de fuga, em vez de em uma órbita elíptica, como esperado para os planetas. Isso se baseia no fato de os pesquisadores adicionarem observações posteriores aos gráficos de trajetória de dados anteriores. “Uma enorme nuvem de poeira recentemente criada, experimentando consideráveis forças radiativas da estrela central Fomalhaut, seria colocada em tal trajetória”, disse Gáspár. “Nosso modelo é naturalmente capaz de explicar todos os parâmetros observáveis independentes do sistema: sua taxa de expansão, seu desbotamento e sua trajetória.”

Como Fomalhaut b está atualmente dentro de um vasto anel de fragmentos de gelo que circunda a estrela, os corpos em colisão provavelmente seriam uma mistura de gelo e poeira, como os cometas que existem no cinturão de Kuiper na orla externa de nosso sistema solar. Gáspár e Rieke estimam que cada um desses corpos semelhantes a cometas mede cerca de 125 milhas (200 quilômetros) (aproximadamente metade do tamanho do asteróide Vesta).

De acordo com os autores, seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. A modelagem dinâmica de poeira sofisticada feita em um cluster de computadores na Universidade do Arizona mostra que esse modelo é capaz de ajustar quantitativamente todas as observações. De acordo com os cálculos do autor, o sistema Fomalhaut, localizado a cerca de 25 anos-luz da Terra, pode experimentar um desses eventos apenas a cada 200.000 anos.

Gáspár e Rieke – junto com outros membros de uma equipe estendida – também estarão observando o sistema Fomalhaut com o próximo James Webb Space Telescope da NASA em seu primeiro ano de operações científicas. A equipe irá obter imagens diretamente das regiões quentes internas do sistema, resolvendo espacialmente pela primeira vez o elusivo cinturão de asteróides de um sistema planetário extrassolar. A equipe também irá procurar planetas de boa-fé orbitando Fomalhaut, que podem estar esculpindo gravitacionalmente o disco externo. Eles também irão analisar a composição química do disco.

Seu artigo, “Novos dados e modelagem do HST [Hubble] revelam uma colisão massiva de planetesimal ao redor de Fomalhaut”, está sendo publicado em 20 de abril de 2020, nos Proceedings of the National Academy of Sciences .

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia em Washington, DC