Ao contrário do nosso Sol, a maioria das estrelas vive com uma companheira. Às vezes, duas chegam tão perto que uma envolve a outra – com consequências de longo alcance. Quando uma equipe de astrônomos liderada pela Chalmers University of Technology, na Suécia, usou o telescópio Alma para estudar 15 estrelas incomuns, eles ficaram surpresos ao descobrir que todas elas passaram recentemente por essa fase. A descoberta promete uma nova visão sobre os fenômenos mais dramáticos do céu – e sobre a vida, morte e renascimento entre as estrelas.
Usando o gigantesco telescópio Alma, no Chile, uma equipe de cientistas liderada pela Chalmers University of Technology estudou 15 estrelas incomuns em nossa galáxia, a Via Láctea, a mais próxima de 5.000 anos-luz da Terra. Suas medições mostram que todas as estrelas são duplas, e todas experimentaram recentemente uma fase rara que é mal compreendida, mas acredita-se que leve a muitos outros fenômenos astronômicos. Seus resultados são publicados esta semana na revista científica Nature Astronomy.
Ao direcionar as antenas de Alma para cada estrela e medir a luz de diferentes moléculas próximas a cada estrela, os pesquisadores esperavam encontrar pistas para suas histórias de fundo. Apelidadas de “fontes de água”, essas estrelas eram conhecidas dos astrônomos por causa da intensa luz das moléculas de água – produzidas por um gás excepcionalmente denso e em movimento rápido.
Localizado 5000 m acima do nível do mar no Chile, o telescópio Alma é sensível à luz com comprimentos de onda em torno de um milímetro, invisível aos olhos humanos, mas ideal para olhar através das camadas de nuvens interestelares empoeiradas da Via Láctea em direção a estrelas envoltas em poeira.
“Estávamos extremamente curiosos sobre essas estrelas porque elas parecem estar soprando grandes quantidades de poeira e gás para o espaço, alguns na forma de jatos com velocidades de até 1,8 milhão de quilômetros por hora. Pensamos que poderíamos encontrar pistas de como os jatos estavam sendo criados, mas em vez disso encontramos muito mais do que isso “, diz Theo Khouri, primeiro autor do novo estudo.
Estrelas perdendo até metade de sua massa total
Os cientistas usaram o telescópio para medir assinaturas de moléculas de monóxido de carbono, CO, na luz das estrelas, e compararam sinais de diferentes átomos (isótopos) de carbono e oxigênio. Ao contrário de sua molécula irmã, o dióxido de carbono, o CO2, o monóxido de carbono é relativamente fácil de descobrir no espaço e é a ferramenta favorita dos astrônomos.
“Graças à sensibilidade requintada de Alma, fomos capazes de detectar os sinais muito fracos de várias moléculas diferentes no gás ejetado por essas estrelas. Quando olhamos de perto os dados, vimos detalhes que realmente não esperávamos ver”, diz Theo Khouri.
As observações confirmaram que as estrelas estavam todas explodindo em suas camadas externas. Mas as proporções dos diferentes átomos de oxigênio nas moléculas indicavam que, em outro aspecto, as estrelas não eram tão extremas quanto pareciam, explica o membro da equipe Wouter Vlemmings, astrônomo da Chalmers University of Technology.
“Percebemos que essas estrelas começaram suas vidas com a mesma massa do Sol, ou apenas algumas vezes mais. Agora nossas medições mostraram que elas ejetaram até 50% de sua massa total, apenas nas últimas centenas de anos. Algo realmente dramático deve ter acontecido com eles”, diz ele.
Uma fase curta mas íntima
Por que estrelas tão pequenas começaram a perder tanta massa tão rapidamente? Todas as evidências apontavam para uma explicação, concluíram os cientistas. Todas eram estrelas duplas e todas haviam acabado de passar por uma fase em que as duas estrelas compartilhavam a mesma atmosfera – uma estrela totalmente envolvida pela outra.
“Nessa fase, as duas estrelas orbitam juntas em uma espécie de casulo. Essa fase, que chamamos de fase de” envelope comum “, é muito breve e dura apenas algumas centenas de anos. Em termos astronômicos, acaba em um piscar de olhos de um olho “, diz o membro da equipe Daniel Tafoya, da Chalmers University of Technology.
A maioria das estrelas em sistemas binários simplesmente orbita em torno de um centro de massa comum. Essas estrelas, no entanto, compartilham a mesma atmosfera. Pode ser uma experiência de mudança de vida para uma estrela e pode até mesmo fazer com que as estrelas se fundam completamente.
Os cientistas acreditam que esse tipo de episódio íntimo pode levar a alguns dos fenômenos mais espetaculares do céu. Entender como isso acontece pode ajudar a responder a algumas das maiores perguntas dos astrônomos sobre como as estrelas vivem e morrem, explica Theo Khouri.
“O que acontece para causar uma explosão de supernova? Como os buracos negros se aproximam o suficiente para colidir? O que faz os objetos bonitos e simétricos que chamamos de nebulosas planetárias? Os astrônomos suspeitam há muitos anos que os envelopes comuns fazem parte das respostas a perguntas como essas. Agora temos uma nova maneira de estudar esta fase importante, mas misteriosa “, diz ele.
Compreender a fase de envelope comum também ajudará os cientistas a estudar o que acontecerá em um futuro muito distante, quando o Sol também se tornará uma estrela maior e mais fria – uma gigante vermelha – e engolfará os planetas mais internos.
“Nossa pesquisa vai nos ajudar a entender como isso pode acontecer, mas me dá outra perspectiva mais esperançosa. Quando essas estrelas se abraçam, elas enviam poeira e gás para o espaço que podem se tornar os ingredientes para as próximas gerações de estrelas e planetas, e com eles o potencial para uma nova vida “, diz Daniel Tafoya.
Como as 15 estrelas parecem estar evoluindo em uma escala de tempo humana, a equipe planeja continuar monitorando-as com Alma e outros radiotelescópios. Com os futuros telescópios do Observatório SKA, eles esperam estudar como as estrelas formam seus jatos e mudam seus arredores. Eles também esperam encontrar mais – se houver.
“Na verdade, pensamos que as conhecidas” fontes de água “podem ser quase os únicos sistemas desse tipo em toda a nossa galáxia. Se isso for verdade, então essas estrelas são realmente a chave para entender o processo mais estranho, maravilhoso e mais importante que duas estrelas podem experimentar em suas vidas juntas “, conclui Theo Khouri.
Publicado em 19/12/2021 12h46
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