Teoria diz que lua em decomposição explica brilho misterioso de estrela
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Nova teoria aponta que estrela a 1.500 anos-luz da Terra tem brilho misterioso por causa de lua em decomposição
18 de setembro de 2019 @ 15:37
Concepção artística da estrela de Boyajian
Das quase 1 milhão de estrelas registradas pelo telescópio Kepler, poucas chamaram tanta atenção quanto a KIC 8462852, também conhecida como estrela de Boyajian. Uma nova pesquisa sugere que seu brilho esporádico não é causado por um enxame de cometas ou por uma megaestrutura alienígena, mas, sim, por uma explosão de uma exolua abandonada em processo de desintegração.
A estrela Boyaijan, também chamada de estrela Tabby, foi descoberta há quase 130 anos, mas seu comportamento incomum de escurecimento foi detectado pela primeira vez em 2015 pela astrofísica Tabetha Boyajian, da Universidade Estadual de Louisiana, nos EUA. A estrela foi batizada informalmente em homenagem à pesquisadora norte-americana.
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Localizada a quase 1.500 anos-luz da Terra, esta estrela é normal, a não ser pelos seus períodos intermitentes de escurecimento. Observou-se que o brilho da estrela diminui em até 22%, e essas mudanças na luminosidade podem durar alguns dias ou semanas. Dados de arquivos coletados pelo astrônomo Bradley Schafer, da Universidade Estadual de Louisiana, sugerem que a estrela Boyajian está ficando progressivamente mais fraca com o tempo, com uma diminuição de 14% no brilho entre 1890 e 1989.
Essas observações levaram a uma série de possíveis explicações, incluindo um enxame de cometas, uma faixa irregular de poeira, os restos de um planeta recém-nascido e uma estrela distorcida. As observações eram tão estranhas que o astrônomo Jason Wright, da Penn State, propôs a presença de uma megaestrutura alienígena como uma possibilidade.
Entendendo a nova tese
Uma equipe de astrônomos da Universidade de Columbia propôs outra explicação possível, e é realmente muito esquisita — embora não tão estranha a ponto de não ser levada a sério por especialistas externos.
Em um novo estudo, publicado no Monthly Notices of Royal Astronomical Society, os astrônomos Brian Metzger, Miguel Martinez e Nicholas Stone apresentaram um cenário no qual uma lua orfã, jogada fora por seu planeta pai condenado, está derretendo lentamente conforme é atingida pela radiação de sua estrela hospedeira. Fragmentos da desintegração da exolua estão constantemente vazando no espaço, criando um anel empoeirado ao redor da estrela de Boyajian. Como visto da Terra, esse anel resulta no bloqueio da luz das estrelas.
"Este estudo é uma contribuição importante para o tópico — ele realiza um trabalho detalhado, considerando muitas dinâmicas envolvidas em um sistema tão caótico, e os resultados parecem promissores para essa teoria", disse Boyajian, que não estava envolvida com o projeto, apesar de dar nome à estrela, em um e-mail ao Gizmodo.
O astrônomo Keivan Stassun, da Universidade Vanderbilt, também gostou do novo estudo, afirmando que a explicação proposta para o escurecimento era "plausível e interessante", ainda que um pouco especulativa.
"Tudo, em qualquer lugar, eventualmente morre. Um dos grandes legados do telescópio espacial Kepler é que ele revelou a surpreendente variedade de maneiras pelas quais os participantes de outros sistemas solares — os planetas, luas, cometas e assim por diante — experimentam a morte nas mãos das estrelas que orbitam", disse Stassun, que não estava envolvido com a nova pesquisa, em um e-mail ao Gizmodo. "Este novo estudo adiciona mais um capítulo ao crescente compêndio feito pelos astrônomos sobre como os sistemas solares atingem seu fim."
Como Metzer e seus colegas explicam no estudo, o começo do fim se deu com um exoplaneta e sua exolua associada, ambas em órbita ao redor da estrela Boyajian, e um infeliz encontro com as intensas forças gravitacionais exercidas por um exoplaneta maciço habitando o mesmo sistema solar.
A perturbação gravitacional resultante fez com que o planeta pai entrasse em uma órbita extremamente excêntrica que o colocou em rota de colisão com a estrela hospedeira. Ao mesmo tempo, a interação também resultou em "desapego de maré", como os pesquisadores descreveram no estudo, em que a lua foi permanentemente separada do planeta pai.
Ao rodar simulações computacionais neste cenário, os pesquisadores da Universidade de Columbia mostraram que, em alguns casos envolvendo exoplanetas que colidem com suas estrelas hospedeiras desta maneira, a maioria das exoluas se juntará aos seus planetas correspondentes em uma demonstração de solidariedade apocalíptica.
Mas os modelos também mostraram que cerca de 10% das luas órfãs sobreviverão ao planeta pai, permanecendo em órbita ao redor da estrela hospedeira, mas a uma distância desconfortavelmente próxima.
Como resultado, e como presumido pelos pesquisadores nesse caso, a intensa radiação Estela da estrela de Boyajian está retirando material da superfície da exolua órfã, resultando no mencionado anel de poeira. Levará alguns milhões de anos ou mais para a exolua murchar completamente, de acordo com a nova pesquisa.
Semelhante à forma como os cometas evaporam em nosso sistema solar, a exolua está lançando material sólido na forma de pequenas e grandes partículas, disse Metzger ao Gizmodo por e-mail.
"Pequenas partículas — aquelas com menos de um mícron — são altamente opacas, mas sentem forte pressão de radiação externa da estrela por serem leves", disse Metzger. "Embora potencialmente formem uma 'nuvem' temporária nas imediações da lua, possivelmente contribuindo para a 'imersão' observada ao passar na frente da linha da visão da estrela", a nuvem de poeira "será, no fim, removida do sistema estelar", ou seja, "explodida pela pressão da radiação e, portanto, não ficará tempo suficiente para causar escurecimento a longo prazo".
Ao mesmo tempo, Metzger disse que partículas maiores não estarão sujeitas à forte pressão de radiação, fazendo com que esses pedaços permaneçam em órbita ao redor da estrela. Isso é importante porque as partículas grandes serão lentamente arrastadas em direção à estrela ao longo de centenas e possivelmente milhares de anos, disse ele.
O "acúmulo resultando de partículas tão grandes criará um disco aninhado em forma de anel — muito parecido com os anéis de Saturno — que pode bloquear lentamente porções da luz da estrela em uma escala de tempo mais longa", explicou Metzger.
Esses detalhes são importantes, continuou Metzger, mas o "aspecto potencialmente mais interessante" da pesquisa de sua equipe foi a proposta de um mecanismo natural para explicar as imersões observadas — ou seja, a capacidade de uma exolua órfã expelir materiais ricos como um cometa em órbita ao redor de uma estrela.
De fato, o interessante deste artigo, de acordo com o que Schaefer disse ao Gizmodo por e-mail, é que ele fornece o "primeiro modelo razoável" para explicar as "piscadas" na estrela, enquanto as tentativas anteriores de explicar a anomalia não eram "astrofisicamente razoáveis".
"Para o exemplo mais proeminente, a 'ideia de alguma coisa parecida com um cometa' poderia ter criado tais imersões, mas era muito pouco plausível elas fossem profundas o suficiente", pois muitos "cometas de tamanho gigante" seriam necessários para que a teoria funcionasse, para não mencionar que nenhuma teoria boa explicou por que apenas uma estrela em um milhão exibiu repentinamente essa nebulosidade, disse Schaefer, que não estava envolvido nesta nova pesquisa.
"Agora, pela primeira vez, temos um modelo mais plausível", afirmou Schaefer ao Gizmodo. O novo artigo "fornece um mecanismo plausível para obter muitos mergulhos ao mesmo tempo, e fornece um mecanismo crível para obter poeira suficiente em um evento recente singular (para cada imersão), e isso explica por que as quedas de luz da estrela Boyajian deveriam ser bem incomuns, mas de uma forma como nunca vimos" entre as muitas estrelas que observamos do telescópio espacial Kepler. "O novo estudo fornece cálculos realistas e detalhados para suportar os argumentos deles".
Elogios à parte, vale ressaltar que as especulações feitas no artigo são, como o nome diz, especulações. Sim, o "mecanismo natural" proposto pelos autores é suportado por modelos computacionais e matemática, mas são necessárias mais evidências para fortalecer o argumento, como observações visuais ou espectrográficas do próprio disco empoeirado. Provas adicionais terão de vir na forma de observações mais empíricas, tanto na estrela de Boyajian quando em outros lugares.
A boa notícia é que esse fenômeno, embora raro, não seria tão raro ao ponto de não vê-lo novamente em torno de outra estrela. E enquanto ainda temos que provar definitivamente a existência de exoluas fora dos sistema solar, astrônomos têm boas razões para acreditar que nossa galáxia está absolutamente repletas delas. Mas, como a estrela de Boyajian é (aparentemente) uma em um milhão, precisaremos ter paciência.
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