“Eu vejo a tua glória como uma estrela cadente.”
É o que diz o conde de Salisbury ao ruminar sobre o futuro em “Ricardo II” de Shakespeare.
Durante a Renascença inglesa, as pessoas acreditavam que as estrelas cadentes eram luminárias caindo do céu e arautos de calamidades. Mas, no final do século 19, os cientistas estabeleceram que a verdade era muito mais mundana. O que hoje é comumente chamado de estrelas cadentes ou cadentes são simplesmente pequenos pedaços de rocha ou poeira que queimam rapidamente ao entrar na atmosfera terrestre.
Mas a natureza tem uma surpresa para você – estrelas cadentes realmente existem.
Sou um astrofísico que estuda a mecânica celeste – como objetos como estrelas, planetas e galáxias se movem.
De 2005 a 2014, um programa de observação monumental incorporando o Sloan Digital Sky Survey e os telescópios do Fred Lawrence Whipple Observatory confirmou uma nova classe de estrelas que se movem com uma velocidade tão incrível que podem escapar da gravidade de suas galáxias natais.
Os astrônomos estão apenas começando a entender essas estrelas cadentes da vida real – chamadas de estrelas de hipervelocidade – que voam pelo cosmos a milhões de quilômetros por hora.
Estrelas giratórias e estilingues
A história das estrelas de hipervelocidade começa em 1988, quando Jack Gilbert Hills, um teórico do Los Alamos National Labs, teve uma ideia inspirada: o que aconteceria se um sistema estelar binário, ou seja, duas estrelas que estão gravitacionalmente ligadas uma à outra e orbitam um centro de massa comum – viajado perto do enorme buraco negro no centro da Via Láctea? Hills calculou que a força da maré do buraco negro poderia dividir o sistema binário em dois.
Imagine dois patinadores de gelo de mãos dadas e girando até que de repente se soltem. Os dois patinadores vão voar para longe um do outro. Da mesma forma, quando duas estrelas em um sistema binário são separadas por um encontro próximo com um buraco negro, elas se separam. Em tal encontro, uma estrela pode ganhar energia suficiente para ser atirada para fora da galáxia inteiramente.
Os astrônomos agora sabem que é assim que nascem as estrelas de hipervelocidade.
Teoria, observações e simulações
Após a publicação do artigo presciente de Hills, a comunidade astronômica considerou as estrelas de hipervelocidade uma possibilidade intrigante, embora sem evidências observacionais. Isso mudou em 2005.
Ao observar estrelas no halo da Via Láctea, uma equipe de pesquisadores usando o Observatório MMT no Arizona encontrou algo muito inesperado. Eles observaram uma estrela escapando da Via Láctea a quase 2 milhões de milhas por hora (3,2 milhões de quilômetros por hora). Era a HVS1, a primeira estrela de hipervelocidade conhecida.
As observações contam parte da história, mas para ajudar a responder a outras questões – como o que acontece com o companheiro depois que ele se separa da estrela de hipervelocidade – meu conselheiro e eu recorremos às simulações de computador. Nossos modelos prevêem que a outra estrela do primeiro par é freqüentemente deixada orbitando o buraco negro da mesma maneira que a Terra orbita o Sol.
Outro resultado empolgante desses esforços de modelagem foi a descoberta de que às vezes as duas estrelas podem colidir uma com a outra. Quando isso acontece, as estrelas podem se aglutinar em uma estrela muito massiva.
Se você está se perguntando o que pode acontecer a um planeta orbitando uma dessas estrelas, nós modelamos isso também. Em um pequeno artigo de 2012, meus colegas e eu mostramos que o buraco negro no centro de nossa galáxia pode explodir planetas para fora da Via Láctea a quase 5% da velocidade da luz.
A partir de hoje, nenhum planeta de hipervelocidade foi detectado, mas eles podem muito bem estar lá fora, esperando que alguns astrônomos felizes se acertem neles.
Nem todas as estrelas rápidas deixam a galáxia
Utilizando dados da espaçonave Gaia, lançada em 2013, meus colegas e eu descobrimos que algumas das estrelas que a comunidade astronômica havia considerado anteriormente como “estrelas de hipervelocidade” provavelmente estão ligadas à Via Láctea.
Embora esse resultado possa parecer decepcionante, na verdade, ele revela dois pontos críticos. Primeiro, existem diferentes mecanismos para acelerar as estrelas a altas velocidades. Hoje os astrônomos conhecem milhares de estrelas velozes. No entanto, só porque uma estrela está se movendo rapidamente não significa necessariamente que seja uma estrela de hipervelocidade desassociada da Via Láctea. Em segundo lugar, as verdadeiras estrelas de hipervelocidade que estão escapando da Via Láctea podem ser mais raras do que se pensava.
O futuro é brilhante e rápido
Acho lindo que existam verdadeiras estrelas cadentes. É igualmente surpreendente que estudar suas trajetórias e velocidades possa ajudar a responder algumas das principais questões da ciência hoje.
Por exemplo, estrelas de hipervelocidade podem oferecer pistas sobre a natureza e a distribuição da matéria escura no universo. Estrelas de hipervelocidade também podem ser a chave para responder se há mais de um buraco negro no centro da galáxia.
Meus alunos estão usando o Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA para procurar planetas ao redor dessas estrelas incrivelmente rápidas. A descoberta de até mesmo um planeta em torno de uma estrela de hipervelocidade mudará para sempre as idéias de formação planetária e capacidade de sobrevivência.
Essas estrelas são velozes, mas lentamente estão lançando luz sobre os segredos da natureza. Embora você possa não ser capaz de ver uma estrela cadente de verdade com seus próprios olhos, certamente pode fazer um pedido a ela.
Publicado em 09/01/2022 00h18
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