Clash of Titans:a ilustração deste artista retrata a colisão de dois corpos de gelo de 200 quilômetros de largura, corpos empoeirados orbitando a estrela brilhante Fomalhaut, localizado a 25 anos-luz de distância. Crédito:ESA, NASA e M. Kornmesser
O que os astrônomos pensavam ser um planeta além do nosso sistema solar agora aparentemente desapareceu de vista, sugerindo que o que foi anunciado como um dos primeiros exoplanetas a ser descoberto com imagens diretas provavelmente nunca existiu.
Dois astrônomos da Universidade do Arizona concluíram que o telescópio espacial Hubble da NASA estava olhando para uma nuvem em expansão de partículas de poeira muito finas de dois corpos gelados que se chocaram. O Hubble chegou tarde demais para testemunhar a suspeita de colisão, mas pode ter captado suas consequências. O planeta desaparecido em ação foi visto pela última vez orbitando a estrela Fomalhaut, 25 anos-luz de distância.
"Essas colisões são extremamente raras e, portanto, é muito importante vermos evidências de uma delas, "disse Andras Gaspar, astrônomo assistente do Observatório Steward da Universidade do Arizona e autor principal de um artigo de pesquisa anunciando a descoberta. "Acreditamos que estávamos no lugar certo na hora certa para testemunhar um evento tão improvável com o telescópio espacial Hubble da NASA."
"O sistema estelar de Fomalhaut é o laboratório de teste definitivo para todas as nossas ideias sobre como os exoplanetas e os sistemas estelares evoluem, "acrescentou George Rieke, um professor regente de astronomia no Observatório Steward. "Temos evidências de tais colisões em outros sistemas, mas nada dessa magnitude foi observado em nosso sistema solar. Este é um plano de como os planetas se destroem. "
O exoplaneta suspeito, chamado Fomalhaut b, foi anunciado pela primeira vez em 2008, com base em dados de 2004 e 2006. Era claramente visível em vários anos de observações do Hubble, que revelou que era um ponto em movimento. Até então, evidências de exoplanetas foram principalmente inferidas por meio de 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 imagem direta, Contudo, quebra-cabeças surgiram com Fomalhaut b. O objeto era brilhante na luz visível - altamente incomum para um exoplaneta, que é simplesmente muito pequeno para refletir luz suficiente de sua estrela hospedeira para ser vista da Terra. Ao mesmo tempo, não tinha nenhuma assinatura de calor infravermelho detectável - novamente, altamente incomum, como um planeta deve ser quente o suficiente para brilhar no infravermelho, especialmente um jovem como Fomalhaut b. 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.
"Nosso estudo, que analisou todos os dados arquivados 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 Gaspar.
A equipe enfatiza que o prego final no caixão veio quando sua análise de dados de imagens do Hubble tiradas em 2014 mostraram que o objeto havia desaparecido, para sua descrença. Adicionando ao mistério, imagens anteriores mostraram que o objeto desbotava continuamente ao longo do tempo, eles dizem.
Este diagrama simula o que os astrônomos, estudando observações do Telescópio Espacial Hubble, levado ao longo de vários anos, considere a evidência para a primeira detecção das consequências de uma colisão planetária titânica em outro sistema estelar. A imagem colorida do Hubble à esquerda é de um vasto anel de fragmentos de gelo circundando a estrela Fomalhaut, localizado a 25 anos-luz de distância. A estrela é tão brilhante que um disco oculto preto é usado para bloquear seu brilho, de modo que o anel de poeira possa ser fotografado. Em 2008, astrônomos viram o que pensaram ser a primeira imagem direta de um planeta orbitando longe da estrela. Contudo, em 2014, o candidato a planeta desapareceu abaixo da detecção do Hubble. A melhor interpretação é que o objeto nunca foi um planeta totalmente formado, mas uma nuvem de poeira em expansão de uma colisão entre dois corpos menores, cada um com cerca de 125 milhas de diâmetro. O diagrama à direita é baseado na simulação da nuvem em expansão e desaparecimento. A nuvem, feito de partículas de poeira muito finas, está atualmente estimado em mais de 200 milhões de milhas de diâmetro. Estima-se que choques como este aconteçam em torno de Fomalhaut uma vez a cada 200, 000 anos. Portanto, O Hubble estava olhando para o lugar certo na hora certa para capturar este evento transitório. Crédito:NASA, ESA, A. Gáspár e G. Rieke / Universidade do Arizona
"Claramente, Fomalhaut b estava fazendo coisas que um planeta de boa-fé não deveria estar fazendo, "Disse Gaspar.
A interpretação é que Fomalhaut b está se expandindo lentamente a partir do esmagamento que lançou uma nuvem de poeira se dissipando para o espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, Gaspar e Rieke acham que a colisão ocorreu não muito antes das primeiras observações feitas em 2004. Agora, a nuvem de detritos - consistindo em partículas de poeira de cerca de 1 mícron de tamanho, ou cerca de 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 ao redor do sol.
Igualmente confuso é que a equipe relata que o objeto está mais provavelmente em um caminho de fuga, ao invés de uma órbita elíptica, como esperado para 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 colocado em tal trajetória, "Disse Gaspar." 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 detritos gelados que circunda a estrela Fomalhaut, 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. Gaspar e Rieke estimam que cada um desses corpos semelhantes a cometas mede cerca de 125 milhas de diâmetro, aproximadamente metade do tamanho do asteróide Vesta.
Os autores dizem que seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. Modelagem sofisticada de como a poeira se move ao longo do tempo, feito em um cluster de computadores no UArizona, mostra que tal 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.
Gaspar e Rieke - junto com outros membros da equipe - também estarão observando o sistema Fomalhaut com o próximo Telescópio Espacial James Webb da NASA em seu primeiro ano de operações científicas. A equipe estará gerando imagens diretamente das regiões internas quentes do sistema, e pela primeira vez em um sistema estelar diferente do nosso, eles obterão informações detalhadas sobre a arquitetura do elusivo cinturão de asteróides de Fomalhaut. A equipe também irá procurar planetas genuínos orbitando Fomalhaut que ainda podem aguardar descoberta.
O papel, "Novos dados e modelagem do HST revelam uma colisão massiva de planetesimal ao redor de Fomalhaut, "é publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS )
