Crédito da imagem: CfA
Desde a sua descoberta em 1998, a "estrela piscante" chamada KH 15D desconcertou os astrônomos que tentavam explicar seus eclipses de longa duração (24 dias). Muitos levantaram a hipótese de que os eclipses foram causados por bolhas intermediárias de material dentro de um disco protoplanetário em torno de uma única estrela jovem e parecida com o Sol.
Examinando a história passada desses eclipses e como eles estão mudando com o tempo, o astrônomo Joshua Winn (Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian) e seus colegas derrubaram essa hipótese e criaram uma nova teoria que explica quase tudo sobre o sistema.
Eles descobriram que a "estrela que pisca" é na verdade um sistema de estrelas duplas. Algo em primeiro plano, possivelmente um disco empoeirado de material ao redor do binário, bloqueia intermitentemente a luz de uma ou de ambas as estrelas, à medida que as estrelas orbitam umas nas outras. Eventualmente, as duas estrelas serão completamente cobertas pela cortina de poeira e o sistema "estrela piscante" desaparecerá de vista.
“Essas duas estrelas estão brincando de esconde-esconde conosco. A segunda estrela costumava espreitar brevemente, mas agora está completamente obscurecida. Em breve, a primeira estrela será acompanhada e ambas permanecerão escondidas por décadas ”, diz Winn.
Arquivos revelam a verdade
As pistas vitais para entender a “estrela piscante” foram encontradas em fotografias de arquivo de céu do Harvard College Observatory, em Massachusetts, e Asiago Observatory, na Itália. O exame das fotografias de Harvard mostrou que, durante a primeira metade do século XX, não houve nenhum eclipse total observado hoje. As fotografias de Asiago tiradas entre 1967 e 1982 continham evidências de eclipses, mas com uma diferença fundamental: o sistema estava mais brilhante do que é hoje, tanto durante os eclipses quanto fora dos eclipses. Essa luz extra deve ter vindo de uma segunda estrela que era visível na década de 1970, mas está completamente escondida hoje.
Esse insight foi a chave para desvendar o mistério do KH 15D. Antes de 1960, nenhuma estrela estava sendo eclipsada. Então, uma cortina de poeira flutuou em primeiro plano como vista da Terra, bloqueando parte da órbita de uma das estrelas. Ao longo da década de 1970, essa estrela sofreu eclipses quando seu movimento orbital a carregou para trás da cortina. Em 1998, a cortina havia avançado o suficiente para esconder completamente uma das estrelas - e a outra estrela periodicamente desaparece de vista enquanto sua órbita a leva para trás da cortina. Por volta de 2012, as duas estrelas estarão completamente ocultas.
As medidas de velocidade radial atualmente sendo feitas por John Johnson (UC Berkeley), co-autor deste estudo, serão capazes de testar se a estrela visível está se movendo para frente e para trás, puxada pela gravidade de um companheiro de massa estelar.
"As placas de Asiago fornecem evidências muito convincentes, mas as medidas de velocidade radial serão o argumento decisivo", diz Johnson.
A nova imagem do KH 15D
Reunir as observações de KH 15D como peças de um quebra-cabeça revela duas estrelas com menos de 10 milhões de anos. (Nosso Sol, ao contrário, tem 5 bilhões de anos.) Eles giram em torno um do outro a cada 48 dias em órbitas altamente elípticas, o que explica o período de eclipse de 48 dias. A distância média entre eles é de aproximadamente 0,25 unidades astronômicas (23 milhões de milhas), ou dois terços da distância entre Mercúrio e o Sol. No entanto, suas órbitas excêntricas os levam tão perto um do outro quanto apenas 0,07 UA (6,5 milhões de milhas).
"Como os binários vão, sua órbita não é incomum", diz o co-autor Krzysztof Stanek (CfA).
Winn concorda, acrescentando: "O estranho desse sistema é que há algo bloqueando a luz dessas estrelas - algo opaco, com uma ponta afiada". A identidade desta cortina é desconhecida, mas pode ser a borda de um disco de poeira que envolve as duas estrelas.
"Discos de poeira foram vistos em torno de outros sistemas estelares binários", diz Matthew Holman (CfA), co-autor do estudo. “Imaginamos que o disco desse sistema seja inclinado em relação ao plano da órbita das duas estrelas. Isso faria com que o disco oscilasse, da mesma forma que um Frisbee às vezes oscila no ar após um arremesso ruim. ”
Segundo os cálculos de Holman, a poeira pode existir em um anel localizado a 2,6 UA (240 milhões de milhas) das estrelas. O material no anel em si faz uma órbita completa a cada 4 anos, mas a oscilação (ou "precessão") do anel tem um período muito mais longo de cerca de 1000 anos. Uma teoria semelhante foi proposta independentemente por Eugene Chiang e Ruth Murray-Clay, da UC Berkeley.
"A partir de 1960, a borda desse disco anterior começou a bloquear nossa visão das estrelas", diz Holman. "Depois de mais uma década, o disco recuará um pouco mais e bloqueará completamente nossa visão". Algum tempo depois disso, dependendo da espessura do anel, o processo se reverterá à medida que as estrelas forem gradualmente descobertas e os eclipses pararão.
Muitas perguntas sobre o KH 15D ainda permanecem. Por exemplo, qual é a natureza do disco? Por que está inclinado ao plano orbital dos binários? Por que tem uma borda tão nítida? As estrelas piscantes do KH 15D provavelmente confundirão os astrônomos com esses e outros enigmas nos próximos anos.
Esta pesquisa será publicada na edição de 1º de março de 2004 do The Astrophysical Journal Letters. Os autores do estudo são Joshua Winn (CfA), Matthew Holman (CfA), John Johnson (UC Berkeley), Krzysztof Stanek (CfA) e Peter Garnavich (Universidade de Notre Dame).
Com sede em Cambridge, Massachusetts, o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics é uma colaboração conjunta entre o Smithsonian Astrophysical Observatory e o Harvard College Observatory. Os cientistas da CfA, organizados em seis divisões de pesquisa, estudam a origem, evolução e destino final do universo.
Fonte original: Comunicado de imprensa da CfA
