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Esta ilustração mostra o resultado de uma colisão entre dois grandes corpos do tamanho de um asteroide: uma enorme nuvem de detritos ao redor de uma jovem estrela. O Spitzer da NASA viu uma nuvem de detritos bloquear a estrela HD 166191, dando aos cientistas detalhes sobre o choque que ocorreu. Créditos: NASA/JPL-Caltech
Grandes colisões entre corpos rochosos moldaram nosso Sistema Solar. Observações de um acidente semelhante dão pistas sobre a frequência desses eventos em torno de outras estrelas.
A maioria dos planetas rochosos e satélites em nosso Sistema Solar, incluindo a Terra e a Lua, foram formados ou moldados por colisões massivas no início da história do sistema solar. Ao colidir, corpos rochosos podem acumular mais material, aumentando de tamanho, ou podem se separar em vários corpos menores.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, agora aposentado , encontraram no passado evidências desses tipos de colisões em torno de estrelas jovens onde planetas rochosos estão se formando. Mas essas observações não forneceram muitos detalhes sobre os choques, como o tamanho dos objetos envolvidos.
Em um novo estudo no Astrophysical Journal, um grupo de astrônomos liderados por Kate Su, da Universidade do Arizona, relatou as primeiras observações de uma nuvem de detritos de uma dessas colisões ao passar na frente de sua estrela e bloquear brevemente a luz. Os astrônomos chamam isso de trânsito . Juntamente com o conhecimento sobre o tamanho e o brilho da estrela, as observações permitiram aos pesquisadores determinar diretamente o tamanho da nuvem logo após o impacto, estimar o tamanho dos objetos que colidiram e observar a velocidade com que a nuvem se dispersou.
“Não há substituto para ser testemunha ocular de um evento”, disse George Rieke, também da Universidade do Arizona e coautor do novo estudo. “Todos os casos relatados anteriormente pelo Spitzer não foram resolvidos, com apenas hipóteses teóricas sobre como seria o evento real e a nuvem de detritos”.
A partir de 2015, uma equipe liderada por Su começou a fazer observações de rotina de uma estrela de 10 milhões de anos chamada HD 166191. Por volta desse período inicial da vida de uma estrela, a poeira que sobrou de sua formação se agrupou para formar corpos rochosos chamados planetesimais – sementes de planetas futuros. Uma vez que o gás que anteriormente preenchia o espaço entre esses objetos se dispersou, colisões catastróficas entre eles se tornam comuns.
Antecipando que poderiam ver evidências de uma dessas colisões em torno de HD 166191, a equipe usou o Spitzer para realizar mais de 100 observações do sistema entre 2015 e 2019. Embora os planetesimais sejam muito pequenos e distantes para serem resolvidos pelo telescópio, seus choques produzem grandes quantidades de poeira. O Spitzer detectou luz infravermelha – ou comprimentos de onda ligeiramente maiores do que os olhos humanos podem ver. O infravermelho é ideal para detectar poeira, incluindo os detritos criados por colisões de protoplanetas.
Em meados de 2018, o telescópio espacial viu o sistema HD 166191 tornar-se significativamente mais brilhante, sugerindo um aumento na produção de detritos. Durante esse tempo, o Spitzer também detectou uma nuvem de detritos bloqueando a estrela. Combinando a observação do trânsito do Spitzer com observações feitas por telescópios no solo, a equipe pôde deduzir o tamanho e a forma da nuvem de detritos.
Seu trabalho sugere que a nuvem era altamente alongada, com uma área mínima estimada três vezes maior que a da estrela. No entanto, a quantidade de brilho infravermelho que o Spitzer viu sugere que apenas uma pequena porção da nuvem passou na frente da estrela e que os detritos deste evento cobriram uma área centenas de vezes maior que a da estrela.
Para produzir uma nuvem tão grande, os objetos na colisão principal devem ter sido do tamanho de planetas anões, como Vesta em nosso Sistema Solar – um objeto de 530 quilômetros de largura localizado no principal cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. O choque inicial gerou energia e calor suficientes para vaporizar parte do material. Também desencadeou uma reação em cadeia de impactos entre fragmentos da primeira colisão e outros pequenos corpos no sistema, o que provavelmente criou uma quantidade significativa de poeira que Spitzer viu.
Nos meses seguintes, a grande nuvem de poeira cresceu em tamanho e tornou-se mais translúcida, indicando que a poeira e outros detritos estavam se dispersando rapidamente por todo o jovem sistema estelar. Em 2019, a nuvem que passou na frente da estrela não era mais visível, mas o sistema continha duas vezes mais poeira do que antes do Spitzer avistar a nuvem. Essas informações, de acordo com os autores do artigo, podem ajudar os cientistas a testar teorias sobre como os planetas terrestres se formam e crescem.
“Ao olhar para discos de detritos empoeirados em torno de estrelas jovens, podemos essencialmente olhar para trás no tempo e ver os processos que podem ter moldado nosso próprio Sistema Solar”, disse Su. “Ao aprender sobre o resultado de colisões nesses sistemas, também podemos ter uma ideia melhor da frequência com que planetas rochosos se formam em torno de outras estrelas”.
Mais sobre Spitz
Todo o corpo de dados científicos coletados pelo Spitzer durante sua vida está disponível ao público através do arquivo de dados do Spitzer , localizado no Infrared Science Archive do IPAC no Caltech em Pasadena, Califórnia. O JPL, uma divisão da Caltech, gerenciou as operações da missão Spitzer para a Diretoria de Missões Científicas da NASA em Washington. As operações científicas foram conduzidas no Spitzer Science Center no IPAC em Caltech. As operações da nave espacial foram baseadas no Lockheed Martin Space em Littleton, Colorado.
Para mais informações sobre a missão Spitzer da NASA, acesse:
https://www.jpl.nasa.gov/missions/spitzer-space-telescope
https://www.ipac.caltech.edu/project/spitzer
Fonte: NASA / Editor: Tony Greicius / 21-03-2022
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-spots-giant-debris-cloud-created-by-clashing-celestial-bodies
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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