(Imagem: © John Blondin / North Carolina State University)
Pela primeira vez, as estrelas comendo seus vizinhos estelares fora da Via Láctea tiveram suas órbitas totalmente mapeadas. Usando o Sloan Digital Sky Survey, os astrônomos identificaram dois pares de estrelas além da galáxia que estão consumindo suas companheiras. A nova descoberta pode ajudar os astrônomos a entender se os ambientes galácticos distantes funcionam de forma semelhante ou diferente da Via Láctea. Ele também pode fornecer informações sobre um dos métodos fundamentais de medição de distâncias no céu noturno.
Mais da metade das estrelas da Via Láctea vêm aos pares. Embora pareça provável que estrelas binárias constituam uma fração significativa de outras galáxias, os cientistas não foram capazes de confirmar isso porque em distâncias tão grandes estrelas comuns são muito fracas para serem vistas. Mas as chamadas estrelas simbióticas, onde uma companheira consome a outra , pode ser extremamente brilhante, tornando-os mais fáceis de observar.
“Medir as órbitas desses sistemas estelares simbióticos é um passo importante para descobrir se outras galáxias criam estrelas binárias como as da Via Láctea”, disse Jasmin Washington, co-autora do novo estudo e estudante de graduação na Universidade do Arizona, disse em um comunicado. Ela era estudante de graduação na Universidade da Virgínia durante o projeto. Washington e sua colega autora, Hannah Lewis, estudante de graduação da University of Virginia, apresentaram os resultados na terça-feira (12 de janeiro) no 237º encontro da American Astronomical Society, realizado praticamente na semana passada.
“Nós desenvolvemos pela primeira vez a compreensão completa da arquitetura de um sistema extragalático [simbiótico]”, disse Washington no briefing.
Lanches fortuitos
Embora um par de estrelas possa nascer junto, eles podem envelhecer de maneira diferente devido às suas massas. O mais massivo dos dois vai queimar rapidamente seu material para chegar primeiro ao fim de sua vida útil. Se essa estrela for grande o suficiente, ela deixará para trás uma anã branca compacta. Embora pequenas e fracas, as anãs brancas podem compactar a massa do Sol em um objeto do tamanho da Terra. Se perto o suficiente, a gravidade dos objetos densos pode puxar o material de seu companheiro, criando um sinal que os astrônomos podem identificar de muito longe.
Embora os astrônomos saibam que os pares estelares são comuns na Via Láctea, eles permanecem incertos de quão grande é a fração que eles constituem em outras galáxias.
“As propriedades dos sistemas binários provavelmente dependem do ambiente em que se formaram”, disse Lewis no briefing. “Essas propriedades ambientais podem variar muito entre as galáxias.”
Durante a última década, a pesquisa do Apache Point Observatory Galactic Evolution Explorer (APOGEE) do Sloan Telescope estudou o céu, reunindo dados sobre centenas de milhares de estrelas na Via Láctea e seus vizinhos galácticos mais próximos. Isso inclui a galáxia esferoidal anã Draco e a Pequena Nuvem de Magalhães (SMC), com aproximadamente 260.000 e 200.000 anos-luz, respectivamente.
“Essas duas galáxias por si só mostram como as condições podem variar muito entre os sistemas”, disse Lewis. Draco é uma galáxia antiga, cem mil vezes menor que a Via Láctea, e é dominada por matéria escura ao invés de estrelas. O SMC é mais jovem e maior, apenas 200 vezes menor que nossa galáxia e composto de estrelas velhas e jovens. Ambas as galáxias abrigam um par estelar simbiótico visível ao APOGEE, o par Draco C1 e LIN 358, respectivamente.
Sorver material das estrelas vizinhas apenas permite que os astrônomos identifiquem o par. O deslocamento Doppler – o mesmo fenômeno responsável por fazer com que os apitos dos trens alcancem um tom mais alto à medida que se aproximam e diminuem à medida que se distanciam – também causa mudanças na frequência da luz proveniente de uma estrela, dependendo se ela está se movendo mais perto de ou mais longe do observador. Esse movimento para frente e para trás pode ajudar os astrônomos a calcular a órbita completa do sistema binário e as massas de ambas as estrelas.
Ao vasculhar vários anos de dados do APOGEE, Washington percebeu que as estrelas no Draco C1 levam cerca de três anos terrestres para orbitarem uma a outra, enquanto os componentes do LIN 358 levam pouco mais de dois. Os resultados revelam as primeiras medições orbitais completas de qualquer sistema estelar simbiótico fora da Via Láctea.
“Muito poucas estrelas simbióticas foram monitoradas por tempo suficiente para os astrônomos assistirem a dança de boa vontade”, disse Lewis em um comunicado. “E ninguém nunca fez isso em detalhes para estrelas simbióticas em outras galáxias.”
As novas medições ajudarão os astrônomos a entender melhor a formação de estrelas em outras galáxias.
“Galáxias anãs têm ambientes internos e histórias evolutivas muito diferentes da Via Láctea”, disse Borja Anguiano, também da Universidade da Virgínia, no comunicado. Co-autor do artigo, Anguiano descobriu originalmente que o APOGEE havia acidentalmente observado Draco C1 e LIN 358 várias vezes.
“Em breve teremos órbitas suficientes mapeadas para binários em outras galáxias para que possamos começar a responder à pergunta se os diferentes tipos de galáxias são mais eficientes em fazer estrelas binárias.”
Os resultados das observações do Draco C1 foram publicados no início deste ano no Astrophysical Journal Letters.
Velas padrão
Em algumas estrelas simbióticas, a anã branca pode sugar material suficiente de sua companheira para explodir em uma supernova Tipo Ia. Essas explosões extremamente brilhantes podem ser vistas em todo o universo, e todas começam com o mesmo brilho para um observador próximo. Os astrônomos podem usar o brilho aparente da supernova para calcular sua distância, tornando as supernovas Tipo Ia uma “vela padrão” para medir o universo.
Embora seja improvável que Draco C1 e LIN 358 explodam como supernovas tão cedo, entender como eles funcionam pode fornecer insights sobre como essas velas padrão evoluem.
“Como contamos com as supernovas Tipo Ia como medidas de distância, é importante que entendamos exatamente como elas funcionam e quais sistemas devemos procurar como possíveis progenitores de supernovas”, disse Anguiano. “Ser capaz de estudar as órbitas de estrelas simbióticas em outras galáxias nos permitirá confirmar se o processo de formação de supernovas Tipo Ia é universal.”
Mapear as características orbitais do Draco C1 e LIN 358 é um “primeiro passo incrível” para usar uma década de dados do APOGEE para entender estrelas binárias fora da Via Láctea, disse Washington no briefing.
“Estudar estrelas simbióticas extragalácticas em grande detalhe e ser capaz de derivar com precisão suas órbitas e parâmetros estelares pode fornecer informações importantes sobre esses marcadores cósmicos”, disse ela.
Publicado em 23/01/2021 00h58
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