O fim “trágico” de dois jovens exoplanetas
Sabe-se que exoplanetas mais antigos podem ser engolidos pelas suas estrelas. Mas exoplanetas jovens darem um fim às suas vidas precocemente, após colisões destrutivas, é uma descoberta recente dos astrônomos.
Graças às observações astronômicas, mas também aos modelos de evolução estelar, sabemos que as estrelas recém-nascidas ainda estão imersas num denso disco de gás e poeira que gira em torno delas. O gás e a poeira do disco continuam caindo na nova estrela, parcialmente começam a evaporar devido ao intenso campo de radiação produzido pela estrela, e também parcialmente podem dar vida aos planetas.
O que resta como resultado desses processos depois de alguns milhões de anos é uma estrela cercada por seu próprio sistema planetário e, possivelmente, também por seu próprio cinturão de asteroides (disco de detritos).
No entanto, as primeiras fases da vida dentro do disco são particularmente turbulentas, no sentido de que os vários componentes do disco (planetas, planetesimais, asteroides) ainda são dinamicamente instáveis. Acontece, e não raramente, que devido a perturbações gravitacionais mútuas, as órbitas dos planetas e dos asteroides podem se modificar e se cruzarem, provocando colisões, que podem até ser totalmente destrutivas.
Isto é o que se pensa ter acontecido em torno da jovem estrela '2MASS J08152329-3859234'.
Quem é '2MASS J08152329-3859234'
A '2MASS J08152329-3859234' é uma jovem estrela semelhante ao Sol. Estima-se que tenha cerca de 300 milhões de anos, o que na escala de tempo da evolução estelar é um tempo relativamente curto.
Esta estrela, inicialmente observada no âmbito do projeto 2MASS, foi posteriormente observada em outros rastreios, nomeadamente no rastreio ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) e no satélite WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).
O que os astrônomos observaram?
Os astrônomos, utilizando dados do rastreio ASAS-SN, observaram que o brilho da estrela diminuiu repentinamente. No entanto, olhando mais detalhadamente, notaram que a diminuição do brilho foi precedida por um pico no brilho infravermelho, evidente nos dados do satélite WISE.
Mais especificamente, observou-se que o brilho infravermelho aumentou repentinamente e permaneceu elevado durante aproximadamente 1.000 dias. Posteriormente, cerca de 2 anos e meio após este evento, algo eclipsou parcialmente a estrela, causando uma diminuição repentina no brilho, que durou cerca de 500 dias.
Estudos detalhados mostraram que o que eclipsou parcialmente a estrela foi uma nuvem de poeira e gás provavelmente formada após a colisão destrutiva de dois exoplanetas gigantes.
O primeiro painel da imagem acima mostra em verde o brilho da estrela (medido pelo ASAS-SN) que, inicialmente constante, sofre uma diminuição repentina que dura cerca de 500 dias. Essa diminuição se deve à passagem pela frente da estrela (eclipse) da nuvem de detritos que sobrou da colisão e destruição dos dois planetas.
O segundo painel mostra a emissão infravermelha (medida pelo WISE) em vermelho que, inicialmente constante, sofre um rápido aumento que dura cerca de 1000 dias. Esse aumento se deve à colisão explosiva entre os dois exoplanetas, evento que antecede a formação da nuvem.
O terceiro painel mostra como a temperatura global do sistema estrela+nuvem aumentou após a colisão e que a nuvem ainda está quente.
O impacto explosivo e destrutivo causou um aumento repentino no brilho (no infravermelho), deixando para trás um único núcleo derretido cercado por uma espessa nuvem de gás, poeira e detritos. Este núcleo rodeado pela sua nuvem continua a girar em torno da estrela, produzindo um eclipse parcial, resultando numa diminuição do brilho.
Planos para o futuro
Os resultados desta pesquisa foram publicados na revista Nature por Matthew Kenworthy e outros 21 coautores. Com base nos seus cálculos, os restos desta colisão, portanto a nuvem de poeira e gás ainda luminescente no infravermelho, deveriam ser claramente visíveis a partir do Telescópio Espacial James Webb.
Por isso, a equipe está preparando uma proposta de observação para obter imagens infravermelhas com o telescópio espacial. Estas poderão confirmar o cenário hipotetizado por Kenworthy e fornecer imagens e informações espectroscópicas úteis para uma melhor compreensão da natureza da nuvem e dos dois antigos planetas que a formaram.