Nebulosa bonita, história violenta: choque de estrelas resolve mistério estelar

Quando os astrônomos observaram um par estelar no centro de uma impressionante nuvem de gás e poeira, tiveram uma surpresa. Os pares de estrelas são normalmente muito semelhantes, como gêmeas, mas em HD 148937, uma estrela parece mais jovem e, ao contrário da outra, é magnética. 

Novos dados do Observatório Europeu do Sul (ESO) sugerem que originalmente existiam três estrelas no sistema, até que duas delas colidiram e se fundiram. Este evento violento criou a nuvem circundante e alterou para sempre o destino do sistema.

A nebulosa (NGC 6164/6165) que rodeia a DH 148937 vista na luz visível

“Ao fazer uma leitura de fundo, fiquei impressionado com o quão especial este sistema parecia,” diz Abigail Frost, astrónoma do ESO no Chile e autora principal do estudo publicado hoje na Science. O sistema, HD 148937, está localizado a cerca de 3.800 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Norma.

É composto por duas estrelas muito mais massivas que o Sol e rodeadas por uma bela nebulosa, uma nuvem de gás e poeira. “Uma nebulosa em torno de duas estrelas massivas é uma raridade e realmente nos fez sentir como se algo legal tivesse acontecido neste sistema. Ao olhar os dados, a frieza só aumentou.”

“Após uma análise detalhada, pudemos determinar que a estrela mais massiva parece muito mais jovem que a sua companheira, o que não faz qualquer sentido, uma vez que deveriam ter-se formado ao mesmo tempo!” Frost diz. A diferença de idade – uma estrela parece ser pelo menos 1,5 milhões de anos mais jovem que a outra – sugere que algo deve ter rejuvenescido a estrela mais massiva.

Outra peça do quebra-cabeça é a nebulosa que circunda as estrelas, conhecida como NGC 6164/6165. Tem 7.500 anos, centenas de vezes mais jovem que ambas as estrelas. A nebulosa também mostra quantidades muito elevadas de nitrogênio, carbono e oxigênio. Isto é surpreendente porque estes elementos são normalmente esperados no interior de uma estrela, não no exterior; é como se algum acontecimento violento os tivesse libertado.

Para desvendar o mistério, a equipe reuniu dados de nove anos provenientes dos instrumentos PIONIER e GRAVITY, ambos montados no Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do ESO, localizado no deserto chileno do Atacama. Também utilizaram dados de arquivo do instrumento FEROS no Observatório de La Silla do ESO.

“Achamos que este sistema tinha originalmente pelo menos três estrelas; duas delas tinham de estar próximas num ponto da órbita, enquanto outra estrela estava muito mais distante,” explica Hugues Sana, professor da KU Leuven, na Bélgica, e investigador principal das observações. “As duas estrelas internas se fundiram de forma violenta, criando uma estrela magnética e expelindo algum material, que criou a nebulosa. A estrela mais distante formou uma nova órbita com a estrela recém-fundida, agora magnética, criando o binário que vemos hoje no centro da nebulosa.”

“O cenário da fusão já estava na minha cabeça em 2017, quando estudei observações de nebulosas obtidas com o Telescópio Espacial Herschel da Agência Espacial Europeia”, acrescenta o coautor Laurent Mahy, atualmente investigador sénior no Observatório Real da Bélgica. “Encontrar uma discrepância de idade entre as estrelas sugere que este cenário é o mais plausível e só foi possível mostrá-lo com os novos dados do ESO.”

Este cenário também explica porque é que uma das estrelas do sistema é magnética e a outra não – outra característica peculiar da HD 148937 detectada nos dados do VLTI.

Ao mesmo tempo, ajuda a resolver um mistério de longa data na astronomia: como as estrelas massivas obtêm os seus campos magnéticos. Embora os campos magnéticos sejam uma característica comum em estrelas de baixa massa como o nosso Sol, estrelas mais massivas não conseguem sustentar campos magnéticos da mesma forma. No entanto, algumas estrelas massivas são de fato magnéticas.

Os astrônomos já suspeitavam há algum tempo que estrelas massivas poderiam adquirir campos magnéticos quando duas estrelas se fundiam. Mas esta é a primeira vez que os investigadores encontram evidências tão diretas disso. No caso do HD 148937, a fusão deve ter acontecido recentemente. “

Não se espera que o magnetismo em estrelas massivas dure muito tempo em comparação com o tempo de vida da estrela, por isso parece que observamos este evento raro logo após ter acontecido”, acrescenta Frost.

O Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no deserto chileno do Atacama, permitirá aos investigadores descobrir o que aconteceu no sistema com mais detalhe e talvez revelar ainda mais surpresas.

Fonte: ESO