terça-feira, 10 de janeiro de 2017

Uma explosão que poderá mudar o céu noturno

O professor Larry Molnar, do Calvin College, e seus alunos, juntamente com colegas do Observatório Apache Point (Karen Kinemuchi) e da Universidade de Wyoming (Henry Kobulnicky), estão prevendo uma mudança no céu noturno que será visível a olho nu.

V838 Monocerotis

© Hubble (V838 Monocerotis)

A estrela V838 Monocerotis, em janeiro de 2002, tornou-se subitamente 600.000 vezes mais luminosa do que o nosso Sol, tornando-se temporariamente na estrela mais brilhante da Via Láctea. É, possivelmente, uma nova vermelha (um tipo de explosão estelar apenas recentemente reconhecida como distinta de outros gêneros).

Molnar evidencia uma previsão que ele fez em 2015, da fusão de uma estrela binária no futuro próximo, que está progredindo da teoria à realidade.

"A probabilidade de conseguirmos prever uma explosão é de uma num milhão," comenta Molnar acerca do seu prognóstico audacioso.

A previsão de Molnar é a de que uma estrela binária, conhecida como KIC 9832227, vai fundir-se e explodir em 2022; neste momento a estrela aumentará dez mil vezes de brilho, tornando-se por algum tempo uma das estrelas mais brilhantes do céu. A estrela será visível como parte da constelação do Cisne, e acrescentará uma estrela ao padrão estelar reconhecível do Cruzeiro do Norte.

a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227

© Larry Molnar (a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227)

Este gráfico mostra a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227, à medida que a estrela menor eclipsa parcialmente a maior. Para efeitos de escala, a estrela maior tem um raio 40% maior que o do Sol. O plano orbital está inclinado 53º em relação ao nosso ponto de vista.

A exploração da estrela KIC 9832227, por Molnar, começou em 2013. Ele participava numa conferência de astronomia quando a sua colega e astrônoma Karen Kinemuchi apresentou o seu estudo das mudanças de brilho da estrela, que concluiu com uma questão: é pulsante ou é um binário?

Também presente na conferência, estava o então estudante do Calvin College Daniel Van Noord, assistente de pesquisa de Molnar. Ele tomou a questão como um desafio pessoal e fez algumas observações da estrela com o Observatório Calvin.

"Ele observou como a cor da estrela se correlacionava com o brilho e determinou que era definitivamente um sistema duplo," salienta Molnar. "De fato, ele descobriu que era um binário de contato, no qual das duas estrelas partilham uma atmosfera comum, como dois amendoins que partilham uma única casca.

"A partir daí, Dan determinou um período orbital preciso a partir dos dados de Kinemuchi e do satélite Kepler (pouco menos de 11 horas) e ficou surpreso ao descobrir que o período era ligeiramente inferior ao mostrado por dados anteriores," continua Molnar.

Este resultado trouxe à mente o trabalho publicado pelo astrônomo Romuald Tylenda, que estudou os arquivos observacionais para ver como outra estrela (V1309 Scorpii) se comportou antes de explodir inesperadamente em 2008 e produzir uma nova vermelha. O registo da pré-explosão mostrou um binário de contato com um período orbital decrescente e a um ritmo cada vez maior. Para Molnar, este padrão de alteração orbital foi uma "pedra de Rosetta" para interpretar os novos dados.

Ao observar a continuação da mudança de período em 2013 e 2014, Molnar apresentou efemérides orbitais ao longo de um espaço de tempo de 15 anos na reunião de janeiro de 2015 da Sociedade Astronômica Americana, fazendo a previsão de que KIC 9832227 poderia estar seguindo as pegadas de V1309 Scorpii. No entanto, antes de levar a hipótese demasiado a sério, seria necessário excluir outras interpretações mais mundanas da mudança de período.

Nos dois anos que se seguiram a esta reunião, Molnar e a sua equipe realizaram dois fortes testes observacionais das interpretações alternativas. Primeiro, as observações espectroscópicas descartaram a presença de uma terceira estrela companheira com um período orbital. Em segundo lugar, a velocidade de diminuição do período orbital, ao longo destes dois últimos anos, seguiu a previsão feita em 2015 e agora excede aquela observada em outros binários de contato.

Molnar e colegas vão observar a KIC 9832227 no próximo ano em toda a gama de comprimentos de onda: usando o VLA (Very Large Array), o IRTF (Infrared Telescope Facility) e o XMM-Newton para estudar a emissão da estrela dupla no rádio, no infravermelho e em raios X, respectivamente.

"O tempo orbital pode ser verificado por astrônomos amadores," salienta Molnar. "É incrível o equipamento que os astrônomos amadores possuem hoje em dia. Podem medir variações de brilho ao longo do tempo para esta estrela de magnitude 12, à medida que eclipsa, e ver por si mesmos se continua como previsto ou não."

Fonte: Sky & Telescope

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