Os astrônomos pintaram a sua melhor imagem de uma variável RV Tauri, um tipo raro de binário estelar onde duas estrelas, orbitam dentro de um extenso disco de poeira.
© NASA (estrela primária de U Mon e sua companheira azulada)
O seu conjunto de dados de 130 anos abrange a mais ampla gama de luz já recolhida para um destes sistemas, de rádio a raios X. Existem apenas cerca de 300 variáveis RV Tauri conhecidas na Via Láctea.
O estudo estudo foi concentrado na segunda mais brilhante, de nome U Monocerotis, que é agora o primeiro destes sistemas no qual foram detetados raios X. O sistema, abreviado para U Mon, está situado a cerca de 3.600 anos-luz de distância na direção da constelação de Unicórnio.
As suas duas estrelas orbitam-se uma à outra a cada seis anos e meio num percurso inclinado 75 graus a partir da nossa perspetiva. A estrela primária, uma velha supergigante amarela, tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas inchou para 100 vezes o tamanho do Sol.
Uma concorrência entre a pressão e a temperatura na sua atmosfera faz com que se expanda e contraia regularmente, e estas pulsações criam mudanças de luz previsíveis com alternância de profundas e superficiais diminuições de brilho, características dos sistemas RV Tauri.
Os cientistas sabem menos sobre a estrela companheira, no entanto acham que tem massa semelhante mas é muito mais jovem do que a primária. O disco frio em torno de ambas as estrelas é composto de gás e poeira ejetados pela estrela primária à medida que evolui.
Usando observações rádio do SMA (Submillimeter Array) em Maunakea, Havaí, a equipe estimou que o disco tem cerca de 82 bilhões de quilômetros de diâmetro. O binário orbita dentro de uma lacuna central que os cientistas pensam ser comparável à distância entre as duas estrelas na sua separação máxima, quando estão a mais ou menos 870 milhões de quilômetros uma da outra.
Quando as estrelas estão mais distantes uma da outra, estão aproximadamente alinhadas com a nossa linha de visão. O disco obscurece parcialmente a primária e cria outra flutuação previsível na luz do sistema. Os astrônomos acham que é quando uma ou ambas as estrelas interagem com a orla interna do disco, sugando fluxos de gás e poeira. Eles sugerem que a estrela companheira canaliza o gás para o seu próprio disco, que aquece e gera um fluxo de gás que emite raios X.
Este modelo poderia explicar os raios X detectados em 2016 pelo satélite XMM-Newton da ESA. As medições foram efetuadas em vários comprimentos de onda, tanto no solo como no espaço, fornecendo novas informações sobre um sistema há muito estudado. Na análise de U Mon, também foi incorporada 130 anos de observações no visível.
A primeira medição disponível do sistema, recolhida no dia 25 de dezembro de 1888, veio dos arquivos da AAVSO (American Association of Variable Star Observers), uma rede internacional de astrônomos amadores e profissionais com sede em Cambridge, Massachusetts. A AAVSO forneceu medições históricas adicionais que vão desde meados da década de 1940 até ao presente.
Os cientistas também usaram imagens de arquivo catalogadas pelo DASCH (Digital Access to a Sky Century @ Harvard), um programa do Observatório de Harvard em Cambridge dedicado à digitalização de imagens astronômicas em placas fotográficas de vidro feitas por telescópios terrestres entre as décadas de 1880 e 1990.
A luz de U Mon varia porque a estrela primária pulsa e porque o disco obscurece parcialmente a cada aproximadamente 6,5 anos. Os dados combinados da AAVSO e do DASCH permitiram os astrônomos detectassem um ciclo ainda mais longo, em que o brilho do sistema aumenta e diminui a cada 60 anos. Eles pensam que uma dobra ou amontoado no disco, localizado à mesma distância do sistema que Netuno do Sol, provoca esta variação extra durante a sua órbita.
Este sistema evoluído tem muitas características e comportamentos em comum com binários recém-formados. Ambos estão embebidos em discos de gás e poeira, puxam material destes discos e produzem fluxos de gás. E os discos podem formar dobras ou amontoados. Nos binários jovens, podem assinalar o início da formação de um planeta.
Ainda os pesquisadores têm dúvidas sobre a característica no disco de U Mon, que podem ser respondidas por futuras observações no rádio. É fascinante como estes dois estágios da existência de binários se assemelham.
O artigo que descreve os achados foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: NASA
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