Astrônomos descobrem colisão planetária em outro sistema estelar

A hipótese mais aceita diz que a Lua, nosso satélite natural, se formou dos destroços da colisão de um planeta errante com a Terra, na época da origem do Sistema Solar – uma história que você pode entender com calma aqui. Agora, uma equipe com 52 astrônomos de diversos países publicou na Nature Astronomy um artigo científico com evidências de uma colisão planetária similar que ocorreu em um sistema estelar distante, o de Kepler 107, a 1,6 mil anos-luz daqui. Kepler 107 é uma estrela similar ao Sol em tamanho e temperatura. 

Para chegar à conclusão, eles analisaram dados do próprio telescópio espacial Kepler – o caçador de planetas aposentado da Nasa – e também de um observatório de superfície localizado nas Ilhas Canárias. Tudo começou por causa de um anomalia nas medições de diâmetro e densidade de dois planetas que orbitam em torno de Kepler 107, chamados de Kepler 107b e Kepler 107c (o padrão de nomeação de exoplanetas, aqueles que orbitam outras estrelas, consiste em adicionar letras ao nome da estrela mãe. Monótono, porém preciso). 

Descobriu-se que Kepler 107c é um planeta rochoso extremamente denso – duas vezes mais denso que a Terra, e também duas vezes mais denso que seu vizinho, Kepler 107b, que fica mais próximo da estrela –, o que sugere que ele tem um núcleo metálico anormalmente grande.  

Isso é estranho por dois motivos: um é que dois planetas vizinhos raramente têm densidades tão diferentes. Outro é que, quando eles têm, a tendência é que o mais denso se acomode mais pertinho da estrela. Nesse caso, acontece o oposto: Kepler 107b, mais leve, tem uma órbita mais fechada que a de Kepler 107c.

Situações assim são como charadas para astrônomos. Eles precisam imaginar (e modelar matematicamente) uma série de fenômenos, e então avaliar qual deles explica melhor a situação que existe atualmente. Como detetives que deduzem o autor de um crime usando evidências sutis – a exemplo de impressões digitais e cápsulas de projéteis.

No caso de Kepler 107 e seus planetas, a explicação mais adequada para densidade anômala de Kepler 107c seria que ele tivesse nascido de uma colisão entre dois planetas. A explicação: Kepler 107c, originalmente, era um planeta muito maior que seu irmão Kepler 107b. Assim, tanto seu núcleo quanto suas camadas exteriores eram proporcionalmente maiores (veja a figura abaixo – ela é apenas um esquema ilustrativo).

Esses dois planetas tinham densidades parecidas, pois o núcleo, que é a região mais densa, era proporcional às camadas externas, que são menos densas. Lembre-se, densidade, para a Física, é quanto pesa um pedacinho de uma coisa de determinado tamanho. Um pedaço de isopor de 1 kg ocupa muito mais espaço do que um pedaço de chumbo 1 kg. Os dois planetas tinham tamanhos diferentes, mas tinham densidades parecidas, pois se você tirasse um pedacinho de tamanho igual de cada um deles e colocasse na balança, os pedacinhos pesariam a mesma coisa.

Um dia, uma colisão violenta com outro planeta arrancou uma parcela considerável da “casca” de Kepler 107c – que era o planeta maior. Foi tão forte que ele ficou do mesmo tamanho que seu irmão menor, Kepler 107b. Acontece que, agora, boa parte de Kepler 107c passou a ser o núcleo (veja a segunda imagem, abaixo).

Era um núcleo superpesado, dentro de um planeta muito menor. Essa desproporção entre núcleo e camadas externas deixou Kepler 107c muito mais denso. E o resultado final é o sistema estelar exótico que se observa hoje.

Chris Watson, da Queen’s University, na Irlanda do Norte, afirmou à BBC: “Encontramos dois planetas em uma órbita muito semelhante, em torno da mesma estrela, mas com densidades muito diferentes. Um é rochoso, e o outro é feito de um material muito mais denso, provavelmente de ferro. A única maneira de realmente explicar isso seria que, em um deles, uma superfície rochosa tenha sido removida por uma colisão.”

O artigo é a primeira descrição científica uma colisão planetária em um sistema estelar que não seja o nosso – o que o torna, por si só, importante para astronomia. Mas as aplicações desse estudo podem ir além. Se 107c se chocou com outro objeto de grande porte, é porque ele estava em uma órbita incerta e ainda não havia se “acomodado” gravitacionalmente. Entender os motivos da colisão, portanto, é entender um pouco melhor como é o nascimento e a formação de um sistema estelar muito parecido com o nosso. Como sempre, outros mundos nos ajudam a entender o nosso.