Astrônomos do Observatório Europeu do Sul revelaram que as características peculiares do sistema estelar HD 148937, incluindo uma estrela magnética e sua aparência jovem, são devidas à fusão de duas estrelas de um grupo original de três. Este evento também formou a nebulosa circundante, fornecendo evidências cruciais sobre como estrelas massivas podem desenvolver campos magnéticos.
Quando os astrônomos observaram um par estelar no coração de uma nuvem impressionante de gás e poeira, eles tiveram uma surpresa. Os pares de estrelas são tipicamente muito semelhantes, como gêmeos, mas em HD 148937, uma estrela parece mais jovem e, diferente da outra, é magnética. Novos dados do Observatório Europeu do Sul (ISSO) sugerem que havia originalmente três estrelas no sistema, até que duas delas colidiram e se fundiram. Este evento violento criou a nuvem ao redor e alterou para sempre o destino do sistema.
“Ao fazer uma leitura de fundo, fiquei impressionada com o quão especial este sistema parecia”, diz Abigail Frost, astrônoma do ESO no Chile e autora principal do estudo publicado em Ciência. O sistema, HD 148937, está localizado a cerca de 3800 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação Norma. Ele é composto por duas estrelas muito mais massivas que o Sol e cercado por uma linda nebulosa, uma nuvem de gás e poeira. “Uma nebulosa cercando duas estrelas massivas é uma raridade, e isso realmente nos fez sentir como se algo legal tivesse acontecido neste sistema. Ao olhar para os dados, a frieza só aumentou.”
“Após uma análise detalhada, pudemos determinar que a estrela mais massiva parece muito mais jovem que sua companheira, o que não faz sentido, já que elas deveriam ter se formado ao mesmo tempo!”, diz Frost. A diferença de idade — uma estrela parece ser pelo menos 1,5 milhão de anos mais jovem que a outra — sugere que algo deve ter rejuvenescido a estrela mais massiva.
A Nebulosa e Seus Segredos
Outra peça do quebra-cabeça é a nebulosa que envolve as estrelas, conhecida como NGC 6164/6165. Ela tem 7500 anos, centenas de vezes mais jovem que ambas as estrelas. A nebulosa também mostra quantidades muito altas de nitrogênio, carbono e oxigênio. Isso é surpreendente, pois esses elementos são normalmente esperados bem no fundo de uma estrela, não do lado de fora; é como se algum evento violento os tivesse libertado.
Para desvendar o mistério, a equipe reuniu nove anos de dados do PIONEIRO e GRAVIDADE instrumentos, tanto no ESO Telescópio muito grande Interferômetro (VLTI), localizado no deserto do Atacama, no Chile. Eles também usaram dados de arquivo do SELVAGEM instrumento no Observatório de La Silla do ESO.
Fusão de estrelas e mistérios magnéticos
“Achamos que esse sistema tinha pelo menos três estrelas originalmente; duas delas tinham que estar próximas em um ponto da órbita, enquanto outra estrela estava muito mais distante”, explica Hugues Sana, professor da KU Leuven, na Bélgica, e principal pesquisador das observações. “As duas estrelas internas se fundiram de forma violenta, criando uma estrela magnética e jogando fora algum material, o que criou a nebulosa. A estrela mais distante formou uma nova órbita com a estrela recém-fundida, agora magnética, criando o binário que vemos hoje no centro da nebulosa.”
“O cenário de fusão já estava na minha cabeça em 2017, quando estudei observações de nebulosas obtidas com o Agência Espacial EuropeiaTelescópio Espacial Herschel,” acrescenta o coautor Laurent Mahy, atualmente pesquisador sênior no Observatório Real da Bélgica. “Encontrar uma discrepância de idade entre as estrelas sugere que este cenário é o mais plausível e só foi possível mostrá-lo com os novos dados do ESO.”
Este cenário também explica por que uma das estrelas no sistema é magnética e a outra não — outra característica peculiar de HD 148937 detectada nos dados do VLTI.
Ao mesmo tempo, ajuda a resolver um mistério antigo na astronomia: como estrelas massivas obtêm seus campos magnéticos. Embora campos magnéticos sejam uma característica comum de estrelas de baixa massa como o nosso Sol, estrelas mais massivas não conseguem sustentar campos magnéticos da mesma forma. No entanto, algumas estrelas massivas são de fato magnéticas.
Os astrônomos suspeitavam há algum tempo que estrelas massivas poderiam adquirir campos magnéticos quando duas estrelas se fundem. Mas esta é a primeira vez que pesquisadores encontraram evidências tão diretas de que isso está acontecendo. No caso de HD 148937, a fusão deve ter acontecido recentemente. “Não se espera que o magnetismo em estrelas massivas dure muito tempo em comparação com a vida útil da estrela, então parece que observamos esse evento raro logo depois que aconteceu”, acrescenta Frost.
Referência: “Uma estrela magnética massiva experimentou uma fusão estelar” por AJ Frost, H. Sana, L. Mahy, G. Wade, J. Barron, J.-B. Le Bouquin, A. Mérand, FRN Schneider, T. Shenar, RH Barbá, DM Bowman, M. Fabry, A. Farhang, P. Marchant, NI Morrell e JV Smoker, 11 de abril de 2024, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adg7700
Telescópio Extremamente Grande do ESO (Inglês: Inglês e Italiano), atualmente em construção no deserto chileno do Atacama, permitirá que os pesquisadores descubram o que aconteceu no sistema com mais detalhes e talvez revelem ainda mais surpresas.
Recebeu financiamento do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC) no âmbito do programa de pesquisa e inovação Horizonte 2020 da União Europeia (contrato de subvenção número 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).