Astrónomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii desvendaram o passado turbulento de uma gigante vermelha distante, escutando a sua "canção" celeste. Variações subtis no brilho da estrela sugerem que, potencialmente e em tempos, colidiu e fundiu-se com outra estrela, um evento explosivo que a deixou a girar rapidamente. Atualmente, orbita um buraco negro silencioso no sistema Gaia BH2.

Utilizando dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, os astrónomos detetaram ténues "sismos estelares" que ondulam na estrela companheira de Gaia BH2, um sistema que alberga um buraco negro identificado pela primeira vez pela missão Gaia da ESA em 2023. Tal como as ondas sísmicas revelam as camadas interiores da Terra, estas vibrações estelares deram aos cientistas um raro vislumbre sob a superfície da estrela, permitindo-lhes medir as propriedades do seu núcleo com uma precisão notável. As descobertas da equipa foram recentemente publicadas na revista The Astronomical Journal.

"Tal como os sismólogos usam os terramotos para estudar o interior da Terra, podemos usar as oscilações estelares para compreender o que se passa no interior de estrelas distantes", disse Daniel Hey, investigador e autor principal do estudo. "Estas vibrações disseram-nos algo inesperado sobre a história desta estrela".

Uma estrela que desafia a sua idade

A maior surpresa veio da composição da estrela. É considerada "rica em elementos alfa", o que significa que está repleta de elementos mais pesados, normalmente encontrados em estrelas muito mais antigas, o que sugere que deve ser antiga. No entanto, quando os cientistas estudaram as suas vibrações, descobriram que, na realidade, tem apenas cerca de 5 mil milhões de anos, demasiado jovem para se ter formado com essas características químicas.

"As estrelas jovens e ricas em elementos alfa são muito raras e intrigantes", explicou Hey. "A combinação de juventude e química antiga sugere que esta estrela não evoluiu isoladamente. Provavelmente adquiriu massa extra de uma companheira, quer através de uma fusão, quer absorvendo material quando o buraco negro se formou".

Mais depressa do que o esperado

O mistério aprofunda-se com observações a longo prazo de telescópios terrestres que mostram que a estrela gira uma vez a cada 398 dias, muito mais depressa do que o esperado para uma gigante vermelha isolada da sua idade.

"Se esta rotação for real, não pode ser explicada apenas pela rotação da estrela à nascença", disse o coautor Joel Ong. "A estrela deve ter sido acelerada através de interações de maré com a sua companheira, o que apoia ainda mais a ideia de que este sistema tem uma história complexa".

A equipa também examinou Gaia BH3, outro sistema que contém um buraco negro e uma estrela companheira ainda mais invulgar. Embora os modelos previssem que esta estrela deveria mostrar oscilações claras, nenhuma foi detetada, o que sugere que as teorias atuais sobre estrelas extremamente pobres em metais podem precisar de ser atualizadas.

Tanto Gaia BH2 como BH3 são sistemas com buracos negros dormentes, o que significa que não se estão a alimentar das suas estrelas companheiras e, por isso, não emitem raios X. A sua descoberta, através de medições precisas do movimento estelar, está a alterar a forma como os astrónomos compreendem os buracos negros na nossa Galáxia.

Olhando mais profundamente

As futuras observações TESS de Gaia BH2 darão aos cientistas um olhar mais pormenorizado das suas vibrações estelares e poderão confirmar se se formou através de uma fusão passada, ajudando a desvendar como surgiram estes pares silenciosos de buracos negros.

// Universidade do Hawaii (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
19/04/2024 - Identificado o buraco negro estelar mais massivo da nossa Galáxia descoberto até à data
04/04/2023 - Gaia descobre uma nova família de buracos negros

Gaia BH2:
Simbad
Wikipedia

Gaia BH3:
Simbad
Wikipedia

Estrela gigante vermelha:
Wikipedia

Buraco negro:
Wikipedia
Buraco negro estelar (Wikipedia)

Asterossismologia:
Wikipedia 
asteroseismology.org

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia