Quase meio século atrás, o físico Kip Thorne, ganhador do Prêmio Nobel de 2017, e a astrônoma Anna Żytkow sugeriram que uma estrela estranha, poderia estar escondida no cosmos, apenas esperando ser encontrada por quem soubesse procurar isto. Os astrônomos denominaram esses híbridos estelares teóricos de objetos Thorne-Żytkow.
© Astronomy (ilustração de objeto Thorne-Żytkow)
A possível existência de objetos Thorne-Żytkow (TZOs) veio à tona quando seus pesquisadores homônomos fizeram simulações em computador. Foi descoberto que uma estrela de nêutrons - um minúsculo remanescente estelar ultra-denso deixado para trás quando uma estrela se torna supernova - poderia ser devorada por uma estrela supergigante vermelha.
De acordo com as simulações, se as estrelas se aproximarem demais, em vez de uma estrela ser ejetada, as duas estrelas poderão se fundir. A estrela de nêutrons de massa solar do tamanho de uma cidade continuaria vivendo dentro de seu hospedeiro muito maior, quase como um parasita cósmico. Mas mesmo que a física realmente permita a existência de tais estrelas, encontrá-las será difícil.
Em um estudo publicado em 1975 no periódico Astrophysical Journal, Thorne e Żytkow sugeriram que essas estrelas pareceriam quase idênticas às supergigantes vermelhas como Betelgeuse na constelação de Órion. Estrelas supergigantes são relativamente comuns e são algumas das maiores e mais jovens do Universo. Os objetos TZOs seriam muito semelhantes aos supergigantes vermelhos, mas suspeita-se que sobrevivam até 10 vezes mais.
As supergigantes vermelhas comuns, como outras estrelas, são alimentadas por fusão nuclear em seus núcleos. Então, quando essa energia se esgota, a gravidade contida leva a implodir antes de irromper como uma supernova. Mas os TZOs podem viver vidas tão longas porque não dependem da fusão nuclear sustentada em seus núcleos para evitar o colapso. Em vez disso, o núcleo da estrela de nêutrons de uma TZO, que já é extremamente compactada, evita amplamente o colapso gravitacional rápido das camadas circundantes.
Os astrônomos têm duas teorias diferentes sobre como os TZOs se formam, e ambos dependem dos objetos iniciais que começam suas vidas como duas estrelas gigantes em um sistema binário próximo. Em uma teoria, a maior das duas estrelas explodiria como uma supernova primeiro, deixando para trás uma estrela de nêutrons. Mas com o tempo, a supergigante restante continuaria a crescer para fora até engolir completamente o restante da estrela de nêutrons nas proximidades.
Outra possibilidade para a formação de TZOs é que, quando uma estrela explode como uma supernova assimétrica, seu núcleo remanescente pode receber um poderoso impulso. Isso poderia potencialmente disparar a estrela de nêutrons nas entranhas da gigante vermelha restante.
Mas não importa como elas se formem, os astrônomos anunciaram em 2014 que podem ter descoberto o primeiro objeto Thorne-Żytkow. A estrela estava escondida a cerca de 200.000 anos-luz de distância na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã que orbita a Via Láctea.
Foi encontrado pela astrônoma Emily Levesque, agora na Universidade de Washington, com a ajuda de sua equipe de pesquisadores. Para encontrar a suspeita de TZO, o grupo de Levesque usou o Observatório Apache Point do Novo México para estudar duas dúzias de estrelas supergigantes vermelhas na Via Láctea, bem como um dos telescópios Magalhães no Chile para estudar outro grupo de supergigantes na Pequena Nuvem de Magalhães.
Ao revisar os dados, uma estrela em particular se destacou. O sistema, denominado HV 2112, foi inicialmente catalogado como variável em 1908 pela pioneira astrônoma Henrietta Swan Leavitt. Na época, porém, pensava-se que era uma supergigante vermelha vivendo seus dias de morte antes de se tornar uma supernova.
No entanto, mais de 100 anos depois que Leavitt notou pela primeira vez o objeto estranho, a análise de Levesque e sua equipe revelou assinaturas químicas incomuns que eles pensavam serem os sinais reveladores de um objeto mítico de Thorne-Żytkow. Os pesquisadores viram quantidades excessivas de lítio, cálcio e outros elementos, que eles só poderiam explicar através das reações nucleares únicas que ocorreriam dentro de um TZO.
Mas eles não podiam ter certeza absoluta; a HV 2112 também parecia ter outras impressões digitais químicas estranhas que não eram esperadas. Com base nesses mistérios restantes, a equipe sugere que os modelos teóricos não apreciaram completamente as nuances dos objetos Thorne-Żytkow ou a HV 2112 simplesmente não era um TZO.
A natureza bizarra da descoberta provocou manchetes na época. Mas para os astrônomos, também foi uma descoberta importante porque ofereceu evidências para estrelas movidas por processos além da fusão nuclear.
Mas quatro anos depois, em 2018, outro grupo de astrônomos alavancou novos detalhes para essa descoberta única. Eles fizeram sua própria análise da HV 2112 e a compararam com estrelas semelhantes, mas não encontraram os mesmos níveis de excesso de cálcio ou outros elementos detectados pela equipe de Levesque. A nova análise mostrou um excesso de lítio, mas, além disso, os resultados sugeriram que essa estrela era basicamente uma supergigante vermelha comum.
Embora a equipe possa ter frustrado os sonhos da HV 2112 de ser diferente, eles ofereceram a esperança de um candidato substituto. Foi encontrado outro possível objeto Thorne-Żytkow, catalogado como HV 11417, que exibia alguns sinais reveladores que os astrônomos previam que os objetos devessem ter.
Um aspecto que as duas equipes concordam é que, quando se trata de objetos de Thorne-Żytkow, tanto a teoria quanto a observação ainda têm um longo caminho a percorrer.
Fonte: Astronomy
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