Jun 19

Uma anã marrom orbitando uma estrela anã branca

As estrelas pouco maciças acabam alcançando a velhice e tornando-se anãs brancas. E algumas nem sequer são afortunadas o suficiente para nascer, tornando-se uma classe de estrelas fracassadas, conhecidas como anãs marrons.

© ESO (ilustração de uma anã marrom orbitando uma estrela anã branca)

Os astrônomos apesar de estarem familiarizados com estes objetos, certamente não esperavam encontrar exemplos de ambos em um único sistema de estrelas!

Um novo estudo, usando dados do telescópio espacial Kepler, descobriu um sistema binário consistindo de uma estrela falhada (uma anã marrom) e o remanescente de uma estrela (uma anã branca).

A equipe que fez a descoberta foi composta por pesquisadores do Kavli Institute for Astrophysics and Space Research do Massachusetts Institute of Technology (MIT), do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), do Exoplanet Research Institute (iREx) e do Ames Research Center da NASA.

Originalmente, a anã branca foi identificada pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), designada como WD1202-024, e foi considerada uma estrela solitária. No entanto, ao examinar as curvas de luz das estrelas que foram pesquisadas pela missão K2, o Dr. Saul Rappaport (MIT) e Andrew Vanderburg (CfA) notaram uma queda curiosa em seu brilho.

Considerando que os trânsitos de exoplanetas são conhecidos por provocar pequenos mergulhos em brilho, a curva de luz neste caso mostrou eclipses particularmente profundos e largos. Além disso, entre estes eclipses, houve mudanças de brilho que pareciam ser devidas à componente fria, isto é, a anã marrom, sendo iluminada pela anã branca muito mais quente. Isso também foi inesperado, pois indicava que o objeto em trânsito era bastante grande.

A equipe elaborou um modelo baseado em dados obtidos da missão K2, da pesquisa SDSS e do telescópio Magellan de 6,5 m. Eles também usaram dados de cinco telescópios terrestres diferentes em três continentes, que incluíam telescópios de 36 cm e 80 cm operados por amadores no Arizona, o telescópio de 1 m no Observatório Astronômico Sul-Africano e o telescópio de 1,6 m em Observatório de Mont-Megantic (OMM) em Quebec.

A partir destes dados combinados, foi deduzido que as observações eram consistentes com uma anã branca quente de 0,4 massa solar sendo eclipsada por uma companheira anã marrom de 0,067 massa solar. Eles também determinaram que estes dois objetos, que são vistos quase próximos, orbitam entre si com um período de apenas 71 minutos e 12 segundos, o que resulta em uma velocidade de cerca de 100 km/s.

Os astrônomos usaram modelos de computador sofisticados para simular a formação e evolução do WD1202-024. De acordo com seu cenário, o sistema primordial consistiu em uma estrela de massa solar de 1,25 e uma anã marrom que estava em uma órbita de 150 dias uma com a outra. À medida que a estrela envelhecia, começou a se expandir, tornando-se uma gigante vermelha que eventualmente conduziu a anã marrom a uma órbita muito mais próxima.

Além disso, os cálculos mostraram que o par primordial deve ter se formado cerca de 3 bilhões de anos atrás, e em menos de 250 milhões de anos, a anã branca começou a canibalizar a anã marrom. Neste ponto, a anã marrom provavelmente será puxada para fora e formará um disco circunstelar em torno da anã branca, da qual irá acumular lentamente o material.

Quando isso acontece, o binário começará a mostrar os sinais de uma variável cataclísmica (CV), que inclui uma curva luminosa cintilante. E no final, é provável que todo o sistema produza uma explosão cataclísmica, como uma supernova tipo Ia. Também deve notar-se que este período de 250 milhões de anos é a variável pré-cataclísmica mais curta de qualquer sistema binário já descoberto, tornando este achado ainda mais uma raridade.

Os resultados deste estudo foram apresentados na 230ª Reunião da American Astronomical Society. O estudo que descreve suas descobertas, intitulado “WD 1202-024: The Shortest-Period Pre-Cataclysmic Variable”, foi recentemente publicado nas Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Bishop’s University

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