A descoberta da “estrela tripla” abala as teorias da evolução estelar

Um estudo pioneiro realizado por cientistas da Universidade de Leeds sugere que as estrelas Be fazem parte de sistemas estelares triplos, em vez de sistemas binários como se pensava anteriormente. Este resultado, derivado de dados do satélite Gaia, desafia as teorias tradicionais de formação estelar e pode impactar o nosso conhecimento sobre buracos negros, estrelas de nêutrons e estrelas de nêutrons. Ondas gravitacionais.

Uma nova descoberta inovadora feita por cientistas da Universidade de Leeds pode mudar a forma como os astrónomos compreendem algumas das maiores e mais comuns estrelas do Universo.

Uma investigação realizada pelo estudante de doutoramento Jonathan Dodd e pelo professor René Odemeyer, da Escola de Física e Astronomia da universidade, aponta para novas evidências interessantes de que estrelas Be massivas – que até agora se pensava existirem em estrelas duplas – poderiam de facto ser ‘triplas’.

Esta notável descoberta poderá revolucionar a nossa compreensão dos objetos – um subconjunto de estrelas B – que são um importante “banco de testes” para o desenvolvimento de teorias sobre como as estrelas evoluem em geral.

A impressão do artista consiste em uma estrela circundada por um disco (uma estrela “vampiro”; primeiro plano) e uma estrela companheira despojada de suas partes externas (fundo). Crédito: ISO/L. Calada

Natureza seja estrelas

As estrelas estão rodeadas por um disco distinto feito de gás – semelhante a anéis Saturno Em nosso próprio sistema solar. Embora as estrelas Be sejam conhecidas há cerca de 150 anos – tendo sido identificadas pela primeira vez pelo famoso astrónomo italiano Angelo Cecchi em 1866 – até agora ninguém sabia como se formaram.

O consenso entre os astrónomos até agora é que os discos se formam devido à rápida rotação das estrelas Be, e isto por si só pode ser causado pela interação da estrela com outra estrela num sistema binário.

Impressão artística de uma estrela vampira (à esquerda) roubando itens de sua vítima. Crédito: iso/m. Kornmesser/SE de Mink

Detecção de sistemas triplos

“O melhor ponto de referência para isto é que se você assistiu Star Wars, existem planetas que têm dois sóis”, disse Dodd, o autor do artigo.

Mas agora, ao analisar dados do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia, os cientistas dizem ter encontrado evidências de que estas estrelas existem realmente em sistemas triplos – com três objetos interagindo em vez de apenas dois.

Dodd acrescentou: “Observámos a forma como as estrelas se movem no céu noturno, durante períodos mais longos, como 10 anos, e períodos mais curtos, de cerca de seis meses. Se uma estrela se move em linha reta, sabemos que existe apenas uma estrela, mas se houver mais de uma estrela, vemos uma ligeira oscilação ou, na melhor das hipóteses, um vórtice.

“Aplicamos isso aos dois grupos de estrelas que estamos observando – estrelas B e estrelas Be – e o que descobrimos, de forma confusa, é que inicialmente as estrelas Be parecem ter uma taxa de companheira menor do que as estrelas B. Isto é interessante porque nós espere que eles tenham uma taxa mais alta.

No entanto, o pesquisador principal, Professor Odemeyer, disse: “O fato de não os vermos pode ser porque agora estão muito fracos para serem detectados”.

Transferência de massa

Os investigadores analisaram então um conjunto diferente de dados, procurando estrelas companheiras distantes, e descobriram que nestas distâncias de separação maiores, a taxa de estrelas companheiras é muito semelhante entre estrelas B e Be.

A partir disto, foram capazes de deduzir que, em muitos casos, uma terceira estrela surge, forçando a companheira a aproximar-se da estrela Be – perto o suficiente para que a massa possa ser transferida de uma estrela para outra e formar o distinto disco estelar Be. Isto também poderia explicar por que não vemos mais esses companheiros; Tornou-se demasiado pequena e ténue para ser detectada depois da estrela “vampira” de Be ter absorvido grande parte da sua massa.

Impacto astronômico mais amplo

Esta descoberta pode ter enormes implicações para outras áreas da astronomia, incluindo a nossa compreensão de buracos negros, estrelas de neutrões e fontes de ondas gravitacionais.

O professor Odemeijer disse: “Há uma revolução acontecendo na física neste momento em torno das ondas gravitacionais. Só temos observado essas ondas gravitacionais há alguns anos, e foi demonstrado que elas são causadas pela fusão de buracos negros.

“Sabemos que estes objetos misteriosos – buracos negros e estrelas de neutrões – existem, mas não sabemos muito sobre as estrelas em que se tornarão. As nossas descobertas fornecem uma pista para a compreensão das fontes destas ondas gravitacionais.

Ele acrescentou: “Ao longo da última década, os astrónomos descobriram que o binário é um elemento muito importante na evolução das estrelas. Estamos agora caminhando mais para a ideia de que é mais complicado do que isso e que as estrelas triplas precisam ser levadas em consideração.

“Na verdade, o três se tornou o novo dois”, disse Odemeijer.

Referência: “Gaia “Dissimilaridade no binário de estrelas B e Be revelada em pequenas escalas: evidência de transferência de massa que causa o fenômeno Be” por Jonathan M. Dowd, Rene D. Odemeijer, Isaac C. Radley, Miguel Feuc e Abigail J. Frost, 12 de outubro de 2023, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
doi: 10.1093/mnras/stad3105

A equipe por trás da descoberta inclui o estudante de doutorado, Sr. Dodd, e o professor O’Demeyer, de Leeds, juntamente com o estudante de doutorado da Universidade de Leeds, Isaac Radley, e dois ex-acadêmicos de Leeds, Dr. Miguel Fiock, do Observatório ALMA no Chile, e Dra. Abigail Frost, do Observatório Europeu. Observatório do Sul no Chile. A equipe recebeu financiamento do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC).