Mistério Secular Estelar Próximo de Solução

Por quase dois séculos, os humanos têm observado uma estrela brilhante denominada de Épsilon Auriga, e notado mesmo a olho nu, como ela parece desaparecer no céu, e depois ganhar vida novamente. Hoje, no meio do processo de escurecimento do sistema, o mistério sobre a estrela ainda persiste. Apesar dos astrônomos saberem que a Épsilon Auriga é eclipsada por uma companheira negra a cada 27 anos, a natureza de ambos os objetos ainda não é clara.

Agora, novas observações do Telescópio Spitzer da NASA, em combinação com dados arquivados de luz visível e ultravioleta, apontam para uma das duas teorias vigentes e uma solução para esse mistério parece estar próxima.  Uma teoria suporta que a estrela brilhante é uma supergigante massiva periodicamente eclipsada por duas estrelas firmemente conectadas por um disco de poeira em rotação. A segunda teoria defende que a estrela brilhante é de fato uma estrela em seu estágio final de vida, com uma massa menor, periodicamente eclipsada por uma única estrela num disco. Os dados provenientes do Spitzer dão muita força ao segundo cenário proposto.

“Nós realmente pendemos a balança para uma das duas teorias”, disse Donald Hoard do Centro de ciência Spitzer da NASA. “Agora nós podemos trabalhar nos detalhes”. Hoard apresentou os resultados na Conferência da Sociedade Astronômica Americana.

Épsilon Auriga, pode ser vista nas noites do hemisfério norte a olho nu, mesmo em áreas urbanizadas. No último mês de agosto, ela iniciou o seu processo de escurecimento de dois anos, um evento que acontece como um relógio a cada 27.1 anos e resulta no escurecimento da estrela deixando-a com metade de seu brilho.

Os astrônomos estudam esses eventos em sistemas binários eclipsantes para aprender mais sobre a evolução das estrelas. Pelo fato de uma estrela passar na frente de outra, informações adicionais podem ser observadas sobre a natureza das estrelas. No caso da Épsilon de Auriga, o que poderia ser um simples cálculo tem deixado os astrônomos de cabelo em pé. Certos aspectos do evento, por exemplo, a duração do eclipse e a presença de um “balanço” no brilho do sistema durante o eclipse, não tem se ajustado bem aos modelos. Muitas teorias têm aparecido para tentar explicar o que está acontecendo, algumas delas muito bem elaboradas, mas nenhuma perfeita o suficiente.

A principal questão é sobre a natureza da estrela brilhante vista a olho nu. Suas feições espectrais indicam que ela é uma estrela monstruosa, denominada de supergigante F, com 20 vezes a massa solar e mais de 300 vezes o diâmetro do Sol. Mas, para essa teoria ser verdadeira, os astrônomos precisam de cenários muito bem elaborados para que as observações do eclipse façam sentido. Para isso, eles dizem, que a estrela companheira precisa na verdade ser duas estrelas chamadas estrelas B envoltas por disco de poeira e detritos. Alguns cenários são mais exóticos ainda, desde buracos negros massivos até  planetas também gigantes.

A outra teoria propõe que a estrela brilhante tenha uma massa menos, e esteja num estágio final de sua vida. Mas esse modelo também apresenta falhas. Desse modo, não existe uma simples solução.

Hoard se interessou por este problema do ponto de vista tecnológico. Ele gostaria de ver se o Spitzer, onde delicados raios infravermelhos são muito sensíveis para observar uma estrela brilhante diretamente, poderia ser utilizado na observação usando um truque. “Nós focamos a estrela no canto de um dos quatro pixels do Spitzer, ao invés de apontar diretamente para estrela, assim foi possível reduzir a sensibilidade”. Além disso, as observações utilizaram exposições de um centésimo de segundo.

O resultado, combinado com observações anteriores do Spitzer representam a mais complete base de dados infravermelhos sobre essa estrela até o momento. Eles confirmam a presença do disco da estrela companheira, e ainda estabelecem o tamanho das partículas de poeira desse disco, sendo elas do tamanho aproximado de pedregulhos.

Mas Hoard e sua equipe ficaram mais empolgados mesmo com o raio do disco, de aproximadamente quatro vezes a distância entre a Terra e o Sol. Isso permitiu a equipe criar um modelo com comprimentos de onda múltiplos para explicar todas as feições do sistema. Se eles assumirem que a estrela F tem uma massa menor, e está morrendo, eles também assumem que o objeto eclipsante é uma única estrela B encaixada em um disco de poeira, com todo o sistema girando conjuntamente.

“É impressionante como tudo se encaixou perfeitamente”, disse Steve Howell do Observatório Nacional de Astronomia Óptica em Tucson no Arizona. “Todas as feições do sistema estão interligadas, então se você altera uma parte do sistema, você precisa alterar o outro. Era difícil de ver tudo isso se ajustando tão perfeitamente até agora”.

De acordo com os astrônomos existem ainda muitos outros detalhes que precisam ser resolvidos. As observações que estão por vir do eclipse atual devem fornecer as pistas finais necessárias para solucionar de uma vez por todas esse grande mistério estelar.

Concepção artística, astrônomos usando o Telescópio Espacial Spitzer, encontraram uma solução elegante para um mistério secular do céu noturno.
Esse gráfico mostra os dados de múltiplos telescópios indicando a distribuição da luz para o par de estrelas conhecido como Épsilon de Auriga.

Fontes:

http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer20100105a.html

http://spitzer.caltech.edu/news/1036-ssc2010-01-Centuries-Old-Star-Mystery-Coming-to-a-Close

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-002

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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