Reprodução artística- a violenta história do casal estelar HD 148937.

Astrônomos observam uma consequência do problema dos 3 corpos

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Uma equipe de astrônomos ficou surpresa ao observar um par estelar no centro de uma impressionante nuvem de gás e poeira.
O problema dos três corpos pode ocorrer em vários contextos astronômicos.

Um exemplo clássico é um sistema estelar triplo, no qual três estrelas interagem gravitacionalmente de maneira caótica e difícil de prever. Isso pode fazer com que suas órbitas mudem drasticamente e, em alguns casos, elas podem ficar muito próximas uma da outra.

Agora, dados do Observatório Europeu do Sul (ESO) detectaram um exemplo deste último no sistema HD 148937, revelando que existiam originalmente 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.

Esta é a nebulosa bipolar catalogada como NGC 6164 e NGC 6165. O objeto acima é conhecido no mundo astrofotográfico como Ovo do Dragão de Ara.
Esta é a nebulosa bipolar catalogada como NGC 6164 e NGC 6165. O objeto acima é conhecido no mundo astrofotográfico como Ovo do Dragão de Ara.

“Ao rever a literatura, fiquei impressionada com o quão especial este sistema parecia,”

disse Abigail Frost, astrônoma do ESO no Chile e autora principal do estudo publicado hoje na Science(clique ou toque aqui para ver).

O sistema HD 148937 está localizado a aproximadamente 3.800 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Norma. Consiste em duas estrelas muito mais massivas que o Sol, rodeadas por uma bela nebulosa — uma nuvem de gás e poeira.

“Uma nebulosa em torno de duas estrelas massivas é uma ocorrência rara, o que nos fez sentir que algo incomum tinha acontecido neste sistema. À medida que analisamos os dados, essa sensação de estranheza só aumentou. Após uma análise detalhada, conseguimos determinar que a estrela mais massiva parece muito mais jovem que a sua companheira, o que não faz sentido, uma vez que deveriam ter-se formado ao mesmo tempo.”

disse Frost.

Este mapa mostra a localização da nebulosa NGC 6164/6165, também conhecida como Ovo de Dragão, na constelação de Norma (Praça do Carpinteiro), no hemisfério sul. Este mapa mostra a maioria das estrelas que podem ser vistas a olho nu se houver boas condições de observação do céu. A localização da nebulosa está marcada com um círculo vermelho.
Este mapa mostra a localização da nebulosa NGC 6164/6165, também conhecida como Ovo de Dragão, na constelação de Norma (Praça do Carpinteiro), no hemisfério sul. Este mapa mostra a maioria das estrelas que podem ser vistas a olho nu se houver boas condições de observação do céu. A localização da nebulosa está marcada com um círculo vermelho.

A diferença de idade, onde 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. Além disso, a nebulosa apresenta abundância de azoto, carbono e oxigênio, o que é surpreendente, uma vez que estes elementos são normalmente encontrados dentro de uma estrela, e não fora dela.

Parece que algum acontecimento violento os libertou.

Mistério nebuloso

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

A nebulosa (NGC 6164-6165) em torno de HD 148937 vista em luz visível.
A nebulosa (NGC 6164-6165) em torno de HD 148937 vista em luz visível.

“Acreditamos que este sistema originalmente tinha pelo menos três estrelas; duas delas tinham que estar muito próximas num ponto da órbita, enquanto outra estrela estava muito mais distante. As duas estrelas internas fundiram-se violentamente, criando uma estrela magnética e expelindo material que formou a nebulosa. A estrela mais distante formou uma nova órbita com a estrela recém-fundida, agora magnética, criando o sistema binário que vemos hoje no centro da nebulosa”,

explicou Hugues Sana, professor da KU Leuven, na Bélgica, e investigador principal das observações.

“O cenário da fusão já estava na minha mente em 2017, quando estudei observações de nebulosas obtidas com o telescópio espacial Herschel da Agência Espacial Europeia. Encontrar uma discrepância de idade entre as estrelas sugere que este é o cenário mais plausível, e só foi possível demonstrar isto com os novos dados do ESO.”

acrescentou Laurent Mahy, coautor do estudo e atualmente investigador sênior no Observatório Real da Bélgica.

Reprodução artística- a violenta história do casal estelar HD 148937.
Reprodução artística: A violenta história do casal estelar HD 148937.

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

Ao mesmo tempo, ajuda a resolver um mistério de longa data na astronomia:

Como as estrelas massivas adquirem os seus campos magnéticos. Embora os campos magnéticos sejam comuns em estrelas de baixa massa como o Sol, estrelas mais massivas não conseguem manter os campos magnéticos da mesma maneira.

No entanto, algumas estrelas massivas são magnéticas…



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Os astrônomos suspeitam há muito tempo que estrelas massivas poderiam adquirir campos magnéticos quando duas estrelas se fundem. Mas esta é a primeira vez que os investigadores encontram evidências diretas de que isso acontece. No caso do HD 148937, a fusão deve ter ocorrido 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,”

concluiu Frost.

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

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