A previsão da fusão de estrelas pode resolver um dos maiores mistérios do Hubble
A impressão de um artista de um sistema estelar binário exótico. Crédito da imagem: M. Garlick/Universidade de Warwick/ESO.
O que causou a incrível erupção que o Hubble capturou em filme? Uma fusão prevista em 5 anos pode nos mostrar.
Afugentamos as nuvens, o céu está todo 'rosado'. Francois Hollande
Quando você pensa em nosso Sistema Solar, com sua estrela solitária e luminosa dominando tanto a massa quanto a luz do nosso canto local da Via Láctea, você pode pensar que isso é o que é “típico”. De certa forma, isso é verdade, mas um Sistema Solar com várias estrelas – binárias, trinárias ou mais – pode ser ainda mais comum. Em distâncias interestelares, muitos desses binários estão muito próximos uns dos outros para serem resolvidos mesmo com o mais poderoso dos telescópios. Em vez disso, são apenas as variações em sua luz, onde as estrelas mais relativas umas às outras, eclipsam periodicamente (passando uma na frente da outra), ou até mesmo se tocam, que nos permite descobrir esse mistério. Agradecimentos ao astrônomo do Calvin College, Larry Molnar, podemos prever que um desses binários fará algo espetacular : mesclar em uma única estrela. Além disso, fará isso de maneira previsível e em uma escala de tempo previsível, em apenas 5 anos.
Curva de luz da estrela binária Kepler-16, mostrando eclipses primários e secundários. Crédito da imagem: NASA.
Estrelas binárias podem ocorrer em todos os tipos de distâncias. Você pode ter binários visuais onde pode ver claramente os vários componentes. Você pode ter binários eclipsantes, onde uma estrela passa na frente da outra (e vice-versa), causando quedas em suas curvas de luz. De fato, a maioria dos candidatos planetários rejeitados da espaçonave Kepler acabou sendo exatamente desse tipo.
Os binários eclipsantes mais rápidos podem estar tão próximos que seus envelopes estelares realmente se tocam. Este último tipo, conhecido como binário de contato, pode ser raro, mas tem consequências espetaculares. A estrela mais densa pode acabar desviando massa da companheira menos densa, resultando em uma nova, supernova ou outra catástrofe estelar. Se as órbitas forem estáveis em escalas de tempo suficientemente longas, um destino como esse pode ser inevitável.
Os binários de contato vêm em todos os tipos de massas e tamanhos diferentes, mas não podem ser observados ou resolvidos diretamente pelos telescópios atuais. Crédito da imagem: ESO/L. Calçada.
Mas às vezes as órbitas não são estáveis. A massa extra que as estrelas encontram em suas órbitas pode retardá-las e fazer com que o sistema binário se aproxime. Se as duas estrelas estiverem próximas o suficiente, seu período diminuirá e elas podem experimentar um evento catastrófico ou acabar se fundindo para formar uma única estrela mais massiva. Ao medir o sistema binário KIC 9832227, a partir de 2013, Larry Molnar e seu aluno, Daniel Van Noord, começaram a monitorar a estrela. Não era apenas um binário; não era apenas um binário de contato; mas era um binário de contato cujo período estava aumentando a uma taxa acelerada.
Larry Molnar e seu aluno, Daniel Van Noord, discutindo sua pesquisa no Calvin College. Crédito da imagem: Calvin College / Noah PreFountaine.
Em outras palavras, Molnar prevê corajosamente, seremos capazes de ver essas estrelas se fundirem em algum momento nos próximos anos; A melhor aposta de Molnar é de 5 ± 1 anos. Como Relatórios de Chad Orzel , esta é uma descoberta incrível para astronomia de pequenas faculdades, mas é muito mais: é uma previsão incrível para a galáxia. Acredita-se que esse tipo de evento resulte em uma nova luminosa vermelha e ocorra em uma galáxia, em média, apenas um punhado de vezes por século. Em 2008, um deles ocorreu na Via Láctea: V1309 Scorpii, que não foi previsto, mas apenas observado por acaso.
A curva de luz ao longo do tempo de V1309 Scorpii. Crédito da imagem: V1309 Scorpii: fusão de um binário de contato — Tylenda, R. et al. Astro.Astrophis. 528 (2011) A114.
Como mostra sua curva de luz, seu brilho aumentou - muito temporariamente - por um fator de cerca de 10.000; um show incrível. No constelação de Cygnus , este sistema binário atualmente invisível a olho nu, KIC 9832227, pode clarear na mesma quantidade. Como está a apenas 1.800 anos-luz de distância e em uma parte relativamente clara do céu, espera-se que essa estrela não apenas se torne visível a olho nu, como também se torne uma das cinco estrelas mais brilhantes de toda a constelação.
Uma visão ultravioleta do gás na constelação de Cygnus. Crédito da imagem: NASA/IPAC/MSX.
Mas o mais emocionante é que isso é próximo o suficiente e previsível o suficiente para obtermos nossa melhor visão de tal fusão e a nova luminosa vermelha resultante. Embora você possa não se lembrar dos eventos astronômicos de 15 anos atrás, houve um evento muito estranho que começou em 2002 que desafia uma única explicação até hoje: a explosão da estrela distante V838 Monocerotis . Mesmo que isso não soe como um sino, aposto que a sequência de imagens abaixo faz.
Após o flash inicial, a luz e o material ejetado se espalham, criando uma espetacular 'rosa cósmica' da estrela V838 Monocerotis. Crédito da imagem: NASA / ESA / Z. Levay (STScI).
Uma das principais explicações candidatas para essa estranha explosão é que um mergeburst ocorreu, onde duas estrelas incompatíveis em massa se fundiram, produzindo tanto esse pico de brilho quanto o material ejetado que vemos nas imagens do Hubble, acima. Se V838 Monocerotis, de fato, surgiu da fusão de duas estrelas em um binário de contato, a próxima fusão das estrelas em KIC 9832227 será nossa melhor chance de confirmar essa teoria. Também será nossa melhor chance de criar uma imagem de uma fusão binária de contato diretamente, inclusive levando à fusão, durante a fusão e durante as consequências. O Universo está continuamente contando sua história para nós de todas as maneiras imagináveis. Quanto mais de perto a observarmos, melhor podemos juntar a história em si e melhor podemos acabar entendendo não apenas o que está acontecendo ao nosso redor, mas como nos encaixamos na grande história cósmica da qual todos fazemos parte.
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