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ASTRÓNOMOS OBSERVAM NOVO TIPO DE ESTRELA BINÁRIA HÁ MUITO TEMPO PREVISTA
3 de dezembro de 2021

 


Impressão de artista de um novo tipo de estrela binária: uma anã branca de massa pré-extremamente baixa (pré-MEB). A azul, a estrela está a perder massa para uma anã branca companheira e a fazer a transição para uma anã branca MEB.
Crédito: M. Weiss/Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian

 

Investigadores do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian observaram um novo tipo de estrela binária que há muito tempo se teorizava existir. A descoberta finalmente confirma como um tipo raro de estrela no Universo se forma e evolui.

A nova classe estelar, descrita este mês na edição da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, foi descoberta pelo pós-doutorado Kareem El-Badry usando o Telescópio Shane no Observatório Lick, no estado norte-americano da Califórnia, e dados de vários levantamentos astronómicos.

"Observámos a primeira evidência física de uma nova população de estrelas binárias transicionais," diz El-Badry. "Isto é empolgante; é um elo evolucionário que faltava aos modelos de formação estelar binária e que procurávamos há muito tempo."

Um novo tipo de estrela

Quando uma estrela morre, há 97% de probabilidade de se tornar numa anã branca, um pequeno objeto denso que se contraiu e escureceu após queimar todo o seu combustível.

Mas, em casos raros, uma estrela pode tornar-se numa anã branca de massa extremamente baixa (MEB). Com menos de um-terço da massa do Sol, estas estrelas são um enigma: se os cálculos da evolução estelar estiverem corretos, todas as anãs brancas MEB pareceriam ter mais de 13,8 mil milhões de anos - mais velhas do que a idade do próprio Universo e, portanto, fisicamente impossíveis.

"O Universo não tem idade suficiente para fazer estas estrelas pela evolução normal," disse El-Badry, membro do Instituto para Teoria e Computação do Centro para Astrofísica.

Ao longo dos anos, os astrónomos concluíram que a única maneira de formar uma anã branca MEB é com a ajuda de uma companheira binária. A atração gravitacional de uma estrela companheira próxima poderia rapidamente (isto é, em menos de 13,8 mil milhões de anos) "corroer" uma estrela até se tornar numa anã branca MEB.

Mas as evidências deste cenário não são infalíveis.

Os astrónomos observaram estrelas massivas normais, como o nosso Sol, a acumularem matéria nas anãs brancas - algo a que se chama variáveis cataclísmicas. Também observaram anãs brancas MEB com companheiras anãs brancas normais. Não haviam, no entanto, observado a fase transicional de evolução, ou a transformação intermédia: quando a estrela perdeu a maior parte da sua massa e quase se contraiu para uma anã branca MEB.

Um elo evolucionário ausente

El-Badry costuma comparar a astronomia estelar com a zoologia do século XIX.

"Vamos para a selva e encontramos um organismo. Descrevemos quão grande é, quanto pesa - e depois prosseguimos para outro organismo," explica. "Vemos todos estes tipos diferentes de objetos e precisamos de reconhecer que estão todos interligados."

Em 2020, El-Badry decidiu "voltar à selva" em busca da estrela que há muito tempo iludia os cientistas: a anã branca pré-MEB (também conhecida como variável cataclísmica evoluída).

Usando novos dados do Gaia, o observatório espacial lançado pela ESA, e do ZTF (Zwicky Transient Facility) no Caltech, El-Badry reduziu mil milhões de estrelas a 50 potenciais candidatas.

O astrónomo enfatiza a importância dos dados públicos de levantamentos astronómicos para o seu trabalho. "Se não fossem projetos como o ZTF e o Gaia, que representam uma enorme quantidade de 'trabalho de bastidores' de centenas de pessoas - este trabalho não seria possível," realça.

El-Badry então fez observações detalhadas de 21 estrelas.

A estratégia de seleção funcionou. "100 por cento das candidatas eram estas pré-MEBs que estávamos à procura," disse. "Eram mais inchadas do que as MEBs. Também tinham forma de ovo porque a atração gravitacional da outra estrela distorce a sua forma esférica."

"Descobrimos o elo evolucionário entre duas classes de estrelas binárias - as variáveis cataclísmicas e as anãs brancas MEB - e encontrámos um número decente delas," acrescentou El-Badry.

Treze das estrelas mostravam sinais de que ainda estavam a perder massa para a sua companheira, enquanto oito das estrelas pareciam já não estar a fazê-lo. Cada uma delas também era mais quente do que as variáveis cataclísmicas previamente observadas.

El-Badry planeia continuar a estudar as anãs brancas pré-MEB e pode virar-se para as outras 29 estrelas candidatas anteriormente descobertas.

Tal como os antropólogos modernos que preenchem as lacunas da evolução humana, El-Badry está surpreso com a rica diversidade de estrelas que pode surgir de ciência simples.

 


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// Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Anãs brancas:
Wikipedia

Variável cataclísmica:
STScI
Wikipedia

Gaia:
ESA
ESA - 2
Gaia/ESA
Programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia
EDR3 do Gaia
SPACEFLIGHT101
Wikipedia

ZTF:
Caltech
ipac
Wikipedia

 
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