Os astrônomos fizeram o raro avistamento de duas estrelas circulando em direção à sua perdição, observando os sinais reveladores de uma estrela em forma de lágrima.
A forma trágica é causada por uma enorme anã branca próxima, distorcendo a estrela com sua intensa gravidade, que também será o catalisador para uma eventual supernova que consumirá ambas. Encontrado por uma equipe internacional de astrônomos e astrofísicos liderados pela Universidade de Warwick, é um dos poucos sistemas estelares descobertos que um dia verá uma estrela anã branca reacender seu núcleo.
Uma nova pesquisa publicada pela equipe hoje na Nature Astronomy confirma que as duas estrelas estão nos estágios iniciais de uma espiral que provavelmente terminará em uma supernova Tipo Ia, um tipo que ajuda os astrônomos a determinar a velocidade com que o universo está se expandindo.
Esta pesquisa recebeu financiamento da Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundação Alemã de Pesquisa) e do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia, parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido.
HD265435 está localizada a cerca de 1.500 anos-luz de distância e compreende uma estrela sub-anã quente e uma estrela anã branca orbitando uma a outra a uma taxa de cerca de 100 minutos. Anãs brancas são estrelas “mortas” que queimaram todo o seu combustível e entraram em colapso, tornando-as pequenas, mas extremamente densas.
Acredita-se geralmente que uma supernova do tipo Ia ocorre quando o núcleo de uma estrela anã branca reacende, levando a uma explosão termonuclear. Existem dois cenários em que isso pode acontecer. No primeiro, a anã branca ganha massa suficiente para atingir 1,4 vezes a massa do nosso Sol, conhecido como limite de Chandrasekhar. HD265435 se encaixa no segundo cenário, no qual a massa total de um sistema estelar próximo de múltiplas estrelas está próximo ou acima deste limite. Apenas um punhado de outros sistemas estelares foram descobertos que atingirão esse limite e resultarão em uma supernova Tipo Ia.
A autora principal, Dra. Ingrid Pelisoli, do Departamento de Física da Universidade de Warwick e anteriormente afiliada à Universidade de Potsdam, explica: “Não sabemos exatamente como essas supernovas explodem, mas sabemos que tem que acontecer porque vemos acontecer em outras partes do universo.
“Uma maneira é se a anã branca acumular massa suficiente do subanão quente, de modo que conforme os dois estão orbitando um ao outro e se aproximando, a matéria começará a escapar do subanão quente e cair sobre a anã branca. Outra maneira é porque eles estão perdendo energia para emissões de ondas gravitacionais, eles se aproximarão até se fundirem. Assim que a anã branca ganhar massa suficiente com qualquer um dos métodos, ela se tornará uma supernova.”
Usando dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, a equipe foi capaz de observar o subanão quente, mas não a anã branca, pois o subanão quente é muito mais brilhante. No entanto, esse brilho varia ao longo do tempo, o que sugere que a estrela estava sendo distorcida em forma de lágrima por um objeto massivo próximo. Usando medições de velocidade radial e velocidade de rotação do Observatório Palomar e do Observatório WM Keck, e modelando o efeito do objeto massivo no subanão quente, os astrônomos puderam confirmar que a anã branca oculta é tão pesada quanto o nosso Sol, mas apenas ligeiramente menor que o raio da Terra.
Combinada com a massa do subanão quente, que é um pouco mais de 0,6 vezes a massa do nosso Sol, ambas as estrelas têm a massa necessária para causar uma supernova Tipo Ia. Como as duas estrelas já estão próximas o suficiente para começar a espiralar mais próximas, a anã branca inevitavelmente se tornará uma supernova em cerca de 70 milhões de anos. Modelos teóricos produzidos especificamente para este estudo prevêem que a sub-anã quente se contrairá para se tornar uma estrela anã branca antes de se fundir com sua companheira.
As supernovas do tipo Ia são importantes para a cosmologia como ‘velas padrão’. Seu brilho é constante e de um tipo específico de luz, o que significa que os astrônomos podem comparar a luminosidade que eles devem ter com o que observamos na Terra, e a partir daí calcular a que distância estão com um bom grau de precisão. Ao observar supernovas em galáxias distantes, os astrônomos combinam o que sabem de quão rápido esta galáxia está se movendo com nossa distância da supernova e calculam a expansão do universo.
O Dr. Pelisoli acrescenta: “Quanto mais entendemos como funcionam as supernovas, melhor podemos calibrar nossas velas padrão. Isso é muito importante no momento, porque há uma discrepância entre o que obtemos com esse tipo de vela padrão e o que passamos Outros métodos.
“Quanto mais entendemos sobre como as supernovas se formam, melhor podemos entender se essa discrepância que estamos vendo é por causa de uma nova física que desconhecemos e não levamos em consideração, ou simplesmente porque estamos subestimando as incertezas nessas distâncias.
“Há outra discrepância entre a taxa estimada e observada de supernovas galácticas e o número de progenitores que vemos. Podemos estimar quantas supernovas existirão em nossa galáxia observando muitas galáxias, ou através do que sabemos da evolução estelar, e este número é consistente. Mas se procurarmos por objetos que podem se tornar supernovas, não temos o suficiente. Esta descoberta foi muito útil para estimar a contribuição de um subanão quente e de binários de anã branca. Ainda não parece ser muito, nenhum dos canais que observamos parece ser suficiente.”
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