3593: Exoplaneta aparentemente desaparece nas últimas observações do Hubble

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista que mostra a colisão de dois objetos em órbita da estrela Fomalhaut, localizada a 25 anos-luz de distância.
Crédito: ESA, NASA e M. Kornmesser

Agora vemo-lo, agora não.

O que os astrónomos pensavam ser um planeta para lá do nosso Sistema Solar, aparentemente desapareceu de vista. Embora isto aconteça na ficção científica, como o planeta natal do Super-Homem, Krypton, os astrónomos estão à procura de uma explicação plausível.

Uma interpretação é que, em vez de ser um objecto planetário, fotografado pela primeira vez em 2004, Fomalhaut b pode na realidade ser uma vasta nuvem de poeira em expansão, produzida numa colisão entre dois grandes corpos que orbitam a próxima e brilhante estrela Fomalhaut. Potenciais observações de acompanhamento poderão confirmar esta conclusão extraordinária.

“Estas colisões são extremamente raras e, portanto, é importante conseguirmos ver uma,” disse András Gáspár da Universidade do Arizona em Tucson, EUA. “Nós pensamos que estávamos no lugar certo e à hora certa para testemunhar um evento tão improvável com o Telescópio Espacial Hubble da NASA.”

“O sistema Fomalhaut é o laboratório de testes 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 noutros sistemas, mas nada desta magnitude já foi observado no nosso Sistema Solar. É um diagrama de como os planetas se destroem.”

O objecto, chamado 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, as evidências de exoplanetas tinham sido inferidas principalmente por métodos de detecção indirecta, como as subtis oscilações estelares e sombras de planetas passando à sua frente.

No entanto, ao contrário de outros exoplanetas fotografados directamente, com Fomalhaut b os quebra-cabeças persistentes surgiram bem cedo. O objecto era excepcionalmente brilhante no visível, mas não tinha nenhuma assinatura infravermelha detectável. Os astrónomos conjecturaram que o brilho adicional veio de uma enorme concha ou anel de poeira em torno do planeta que podia estar relacionado com uma colisão. A órbita de Fomalhaut b também parecia invulgar, possivelmente muito excêntrica.

“O nosso estudo, que analisou todos os dados de arquivo do Hubble sobre Fomalhaut, revelou várias características que, juntas, pintam uma imagem de que o objecto com o tamanho de um planeta pode nunca ter sequer existido,” disse Gáspár.

A equipa enfatiza que o prego final no caixão surgiu quando a análise dos dados das imagens do Hubble captadas em 2014 mostrou que o objecto, para sua incredulidade, havia desaparecido. A somar ao mistério, imagens anteriores mostraram que o objecto diminuía continuamente de brilho ao longo do tempo, disseram. “Claramente, Fomalhaut b estava a fazer coisas que um planeta genuíno não deveria estar a fazer,” disse Gáspár.

A interpretação é que Fomalhaut b está a expandir-se lentamente de uma colisão que lançou uma nuvem de poeira para o espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, Gáspár e Rieke pensam que a colisão ocorreu não muito antes das primeiras observações feitas em 2004. Actualmente, a nuvem de detritos, composta por partículas de poeira com aproximadamente 1 micrómetro (1/50 do diâmetro de um cabelo humano), está abaixo do limite de detecção do Hubble. Estima-se que a nuvem de poeira tenha agora crescido para um tamanho superior ao da órbita da Terra em torno do nosso Sol.

Igualmente confuso, é que a equipa relata que o objecto está provavelmente numa rota de escape, em vez de numa órbita elíptica, como esperado para planetas. Isto baseia-se nas observações acrescentadas posteriormente pelos investigadores aos gráficos de trajectória de dados mais antigos. “Uma nuvem massiva de poeira, formada recentemente, que sofre forças radioactivas consideráveis da estrela central Fomalhaut, seria colocada nessa trajectória,” disse Gáspár. “O nosso modelo é capaz de explicar naturalmente todos os parâmetros observáveis independentes do sistema: o seu ritmo de crescimento, o seu desvanecimento e a sua trajectória.”

Dado que Fomalhaut b está actualmente dentro de um vasto anel de detritos gelados que rodeia a estrela, os corpos em colisão provavelmente seriam uma mistura de gelo e poeira, como os cometas que existem na Cintura de Kuiper na orla externa do nosso Sistema Solar. Gáspár e Rieke estimam que cada um destes corpos semelhantes a cometas mede cerca de 200 km (cerca de metade do tamanho do asteroide Vesta).

Segundo os autores, o seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. A modelagem sofisticada da dinâmica da poeira, feita numa rede de computadores da Universidade do Arizona, mostra que esse modelo é capaz de ajustar quantitativamente todas as observações. Segundo os cálculos do autor, no sistema Fomalhaut, localizado a cerca de 25 anos-luz da Terra, pode ocorrer um evento deste género a cada 200.000 anos.

Gáspár e Rieke – juntamente com outros membros de uma extensa equipa – vão também observar o sistema de Fomalhaut com o Telescópio Espacial James Webb da NASA no seu primeiro ano de operações. A equipa fotografará directamente as regiões interiores e mais quentes do sistema, resolvendo espacialmente e pela primeira vez o elusivo componente tipo-cintura de asteróides de um sistema exoplanetário. A equipa vai também procurar outros planetas genuínos em órbita de Fomalhaut que possam estar a esculpir gravitacionalmente o disco externo. E também vão analisar a composição química do disco.

O seu artigo foi publicado dia 20 de Abril na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Astronomia On-line
24 de Abril de 2020

 

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