Uma descoberta muito rara: a estrela falhada orbita uma estrela morta a cada 71 minutos

Uma equipe internacional de astrônomos, usando dados do telescópio espacial Kepler, descobriu uma jóia rara: um sistema binário consistindo de uma estrela falhada, também conhecida como anã marrom, e os remanescentes de uma estrela morta, conhecida como anã branca. E uma das propriedades que torna este sistema binário tão notável é que o período orbital dos dois objetos é apenas 71,2 minutos. Isso significa que as velocidades das estrelas enquanto se orbitam são cerca de 100 km/seg (uma velocidade que nos permitiria viajar pelo Atlântico em menos de um minuto).

Usando cinco diferentes telescópios terrestres em três continentes, a equipe conseguiu deduzir que este sistema binário consiste em uma estrela com falha com uma massa de cerca de 6,7% a do Sol (equivalente a 67 massas de Júpiter) e uma anã branca que possui uma massa de cerca de 40% da massa do sol. Eles também determinaram que a anã branca começará a canibalizar a anã marrom em menos de 250 milhões de anos, tornando esse sistema binário a pré-variável cataclísmica de menor tempo já descoberta.

A estrela anã branca originalmente foi identificada pela SDSS como WD1202-024 e acreditava-se que ela era uma estrela isolada. O fato dela ser na verdade um membro de um sistema binário muito próximo de 71 minutos foi anunciado pelo Dr. Lorne Nelson da Universidade Bishop, nos EUA, na reunião semestral da American Astronomical Society em 6 de junho. O Dr. Saul Rappaport (do M.I.T.) e Andrew Vanderburg ( do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) estavam analisando as curvas de luz de mais de 28.000 alvos K2 quando uma observação chamou sua atenção. Ao contrário dos trânsitos de exoplanetas que passam na frente de suas estrelas e causam uma pequena atenuação no brilho da estrela, essa curva de luz mostrou eclipses razoavelmente profundos e largos que contribuiu para o brilho entre os eclipses, que acredita-se ser devido a uma iluminação do componente frio pela anã branca, muito mais quente.

A equipe rapidamente criou um modelo para o sistema binário mostrando que era consistente com uma anã branca quente composta de hélio sendo eclipsada por uma companheira anã marrom muito mais fria e de massa baixa.

Mas algumas questões importantes permaneceram. “Nós construímos um modelo robusto, mas ainda precisamos abordar as questões da “grande imagem “, como a forma como este sistema se formou e qual seria seu destino final”, disse Lorne Nelson. Para resolver esta questão, a equipe usou modelos de computador sofisticados para simular a formação e evolução do WD1202.

De acordo com seu cenário, o binário primordial consistiu em uma estrela comum com 1,25 vezes a massa do sol e uma anã marrom, em uma órbita de 150 dias uma com a outra. A estrela principal expandiu-se à medida que envelhecia, se tornando uma gigante vermelha que engoliu sua companheira anã marrom. Como Nelson explica: “É semelhante a um efeito de batedor de ovos. A anã marrom espira em direção ao centro da gigante vermelha e faz com que a maior parte da massa da gigante vermelha seja levada do núcleo e seja expulsa.

O resultado é uma anã marrom em uma órbita extraordinariamente apertada e de curto período de tempo com o núcleo de hélio quente da gigante. Esse núcleo esfria e se torna a anã branca que observamos hoje”. De acordo com seus cálculos, o binário primordial foi formado cerca de 3 bilhões de anos atrás e a fase de transferência de massa entre a estrela maior e a menor, chamada de fase do envelope comum, ocorreu 

A equipe acredita que no futuro a emissão de ondas gravitacionais irá esgotar a energia orbital do sistema binário, de modo que em cerca de 250 milhões de anos (ou menos), a separação entre anã branca e anã marrom será tão pequena que a anã marrom começará a ser canibalizada por sua vizinha anã branca. Quando isso acontecer, o binário exibirá todas as características de uma variável cataclísmica (CV), como uma curva de luz cintilante devido ao acúmulo de um disco que rodeia a anã branca. Por esta razão, a equipe acredita que o sistema WD1202 pode ser referido como o pré-CV de prazo mais curto que foi descoberto até agora. 

Fonte: phys.org