40 Anos Depois da Teoria, Astrônomos Encontraram Estrela Dentro de Outra Estrela

O universo é imenso, tão imenso que não estamos nem próximos de observá-lo como um todo. E isso é a coisa mais empolgante no espaço: o potencial de encontrar algo completamente desconhecido, algo que traga a ficção à realidade, está sempre presente.

O caso em questão: um corpo celestial um tanto quanto peculiar chamado de objeto de Thorne-Zytkow (TZO, na sigla em inglês). Previsto pela primeira vez nos anos 70, o primeiro TZO não-teórico foi possivelmente encontrado este ano, de acordo com cálculos presentes em artigo a ser publicado na próxima MNRAS.

A existência de TZOs foi teorizada pelo astrônomo Kip Thorne e por Anna Zytkow, então colega de pós-doutorado na CalTech. A dupla imaginou o que aconteceria se uma estrela de nêutrons em um sistema binário se fundisse com sua companheira supergigante vermelha.

O evento não seria como a fusão de duas estrelas comuns: estrelas de nêutron são resquícios de estrelas que cresceram demais e explodiram. Seus núcleos continuam pequenos – com cerca de 20 km de extensão – enquanto elas espalham matéria-prima pelo espaço. As supergigantes vermelhas são as maiores estrelas da galáxia com um raio até 800 vezes maior que o do Sol, mas com menor densidade.

Então como seria a fusão de uma estrela gigantesca com outra de núcleo pequeno, mas extremamente denso?

Resultaria em um sistema em que a estrela de nêutrons é cercada por um campo de difuso de matéria espacial similar em aparência à supergigante vermelha comum. Mas dentro dela, a maior parte da energia do sistema ainda viria do núcleo.

Como processos convectivos mantem um TZO em funcionamento. Crédito: Mike Guidry/EPCC

Eventualmente, ao longo de centenas de anos, o núcleo do campo e da estrela de nêutrons se fundiriam, resultando em uma estrela de nêutrons maior ou um buraco negro.

Os TZOs envolvem conceitos de física bastante interessantes que os astrônomos adorariam estudar, mas identificá-los é complicado porque eles se parecem com qualquer supergigante vermelha vista de fora. Diferenciar um do outro significa buscar uma assinatura extremamente química – especificamente, analisar seu espectro em busca de uma abundância extrema de lítio e demais metais pesados.

Isto é o que um grupo de astrônomos liderados por Emily M. Levesque, que incluía Zytkow, fez. Eles analisaram estrelas na Via Láctea e Nuvens Magelânicas de pesquisas estelares anteriores, com atenção especial onde dados de temperatura e fotometria indicavam a presença de uma supergigante vermelha.

Então estes dados foram levados ao Observatório de Apache Point no Novo México e aos telescópios Magelânicos no Chile, usando estes para encontrar 62 candidatos específicos a TZOs. Os astrônomos focaram especificamente na análise do espectro em busca de anomalias entre as proporções de elementos que se espera encontrar em uma supergigante vermelha, um indicador preciso da presença de um TZO.

Dentre todas as estrelas, uma se destacou. Conhecida como HV2112, ela fica na Pequena Nuvem Magelânica. A análise revelou que a estrela tinha concentrações estranhamente altas de lítio, molibdênio, e rubídio. Era evidência clara de que a HV 2112 era um TZO e não uma supergigante vermelha.

A descoberta por si só foi empolgante, mas o que ela significava para os astrônomos é o que é realmente interessante. Há observações adicionais pendentes para comprovarem o status da HV 2112 enquanto TZO, que servirão de arquétipo para um novo tipo de sistema. Isso também ajudará os cientistas a responderem algumas dúvidas persistentes, como o que acontece quando sistemas binários grandes com diferentes tipos de estrelas ruem umas sobre as outras.

E isso é incrível, não? Descobrir um novo tipo de objeto astronômico também enfatiza o quão pouco sabemos sobre o universo em que vivemos, e o que temos a ganhar ao explorar nosso cantinho no cosmos.

Tradução: Thiago "Índio" Silva