Esta estrela está dentro de outra: uma descoberta rara

Astrônomos podem ter identificado um raro sistema estelar binário, onde uma estrela orbita dentro do volume de sua companheira. Esta descoberta abre uma nova janela para a evolução dos sistemas estelares duplos. 

O estudo se concentrou no pulsar PSR J1928+1815, localizado a cerca de 455 anos-luz da Terra. Pulsares são estrelas de nêutrons de rotação rápida, remanescentes de estrelas massivas que explodiram como supernovas. Sua densidade extrema resulta da compressão de prótons e elétrons em nêutrons.

Usando o telescópio FAST na China, pesquisadores descobriram que este pulsar tinha uma companheira, uma estrela de hélio sem suas camadas externas de hidrogênio . Essas duas estrelas, separadas por apenas 1,12 milhão de quilômetros , completam uma órbita mútua em 3,6 horas.

PSR J1928+1815 gira quase 100 vezes por segundo, uma velocidade alcançada pela absorção de matéria de seu companheiro. Esse processo, conhecido como acreção, pode levar a uma fase de envelope comum, onde o pulsar orbita dentro das camadas externas da outra estrela.

Simulações sugerem que esse sistema binário estava inicialmente mais distante. O pulsar, ao extrair as camadas externas de sua estrela companheira, teria criado um envelope comum antes de se aproximar do núcleo da estrela companheira. Essa interação teria eventualmente ejetado o envelope, deixando um sistema binário compacto.

O pulsar está agora dentro do volume inicial de seu companheiro, após ter orbitado em suas camadas externas agora ejetadas.

Estima-se que existam apenas 16 a 84 sistemas semelhantes na Via Láctea. Essa raridade ressalta a importância da descoberta para a compreensão da evolução de estrelas binárias.

Detalhes desta pesquisa foram publicados na revista Science , fornecendo novos insights sobre a dinâmica dos sistemas estelares duplos.

Como um pulsar atinge uma velocidade de rotação tão alta?

Pulsares como PSR J1928+1815 adquirem sua velocidade rotacional fenomenal por meio de um processo chamado acreção. Ao absorver matéria de uma estrela companheira, o pulsar ganha momento angular, acelerando sua rotação.

Esse mecanismo é semelhante ao de uma patinadora que aproxima os braços do corpo para girar mais rápido. A matéria transferida atua como uma força externa, aumentando a velocidade de rotação do pulsar.

Pulsares de milissegundos, capazes de girar centenas de vezes por segundo, são o resultado final desse processo. Elas representam uma fase avançada na evolução dos sistemas binários, onde a interação entre as duas estrelas desempenha um papel fundamental. 

O que é uma fase de envelope comum em um sistema binário?

A fase do envelope comum é uma etapa crítica na evolução de alguns sistemas binários. Ela ocorre quando uma das estrelas, geralmente uma gigante vermelha, engolfa sua companheira em suas camadas externas.

Essa configuração leva a uma transferência particular de massa e energia, que pode resultar na fusão das duas estrelas ou na ejeção do envelope. O resultado é um sistema binário mais compacto, como o visto com PSR J1928+1815.

Entender essa fase é essencial para explicar a diversidade de sistemas estelares observados no Universo. Ela ilustra como as interações gravitacionais podem modificar profundamente o destino das estrelas.

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