Por que a poeira de 21 estrelas sugere duas histórias de colisão

Como saber que tipo de encontro houve entre corpos jovens de outro sistema solar quando o choque acabou há muito tempo? Kate Su, do Space Science Institute, e colegas procuraram vestígios na poeira aquecida que permanece ao redor de estrelas. Em 21 discos de detritos extremos, encontraram oito com mais sílica e 13 com menos. A interpretação, publicada no The Astrophysical Journal e relatada em 1º de outubro pela equipe de comunicação da missão Webb da agência espacial norte-americana NASA, sem repórter individual identificado, associa os grupos a cenários de impacto diferentes.

Um disco de detritos reúne pequenos fragmentos que orbitam uma estrela após o estágio inicial de formação planetária. Alguns possuem tanta poeira quente e mudam tanto de brilho que recebem o nome de extremos. Essa poeira emite luz infravermelha, invisível a nós, em padrões que variam com o mineral e com as condições dos grãos. Em vez de buscar um planeta inteiro numa imagem, a equipe examinou a assinatura espectral: a intensidade da luz medida em diferentes comprimentos de onda.

A amostra combinou cinco sistemas do arquivo do telescópio Spitzer e 16 vistos pelo Telescópio Espacial James Webb, dos quais 12 em novas observações e quatro em acompanhamento de alvos do Spitzer. A análise achou muitos grãos menores que um micrômetro — um milésimo de milímetro —, poeira quente e variação irregular do brilho. Essa combinação ajuda a distinguir os discos extremos dos discos de formação inicial, ainda ricos em gás, e dos discos de detritos mais comuns.

Em termos simples, o calor e a violência de uma colisão podem mudar os minerais que aparecem nos fragmentos. A sílica, material presente em certos vidros e rochas, destacou-se em oito discos. Os modelos da equipe associam esses vestígios a impactos de energia elevada entre corpos comparáveis a Marte, capazes de vaporizar rocha. Nos outros 13, a menor presença de sílica combina com choques menos intensos ou rasantes entre corpos comparáveis à Lua. Os telescópios mediram a luz da poeira; esses tamanhos e tipos de colisão são interpretações, não objetos medidos diretamente.

A idade das estrelas adicionou outra pista. Os oito discos ricos em sílica estavam em sistemas com menos de 300 milhões de anos; os pobres em sílica apareciam também em idades mais avançadas e frequentemente mudavam mais de brilho. Assim, vestígios minerais podem ajudar a testar quando grandes impactos participam da construção de planetas rochosos e quando choques continuam remodelando sistemas maduros. A evidência não reconstrói a história particular da Terra nem demonstra que todos os sistemas passam pelas duas fases. Uma amostra maior de sistemas antigos e observações repetidas da poeira determinarão se o padrão temporal se sustenta.