Quando as anãs brancas, os remanescentes quentes de estrelas como o nosso Sol, são orbitadas de perto por outra estrela, por vezes roubam massa à sua companheira.
© Caltech (sistema triplo com variável cataclísmica)
A matéria roubada acumula-se na superfície da anã branca, desencadeando erupções chamadas "novas". Os teóricos há muito que previram como estas parcerias voláteis se formam, chamadas Variáveis Cataclísmicas (VCs), mas agora um novo estudo revela uma reviravolta surpreendente: em alguns casos, uma terceira estrela, que orbita mais longe do par primário, pode ser a razão pela qual o casal estelar se juntou.
Até agora, os cientistas acreditavam que as VCs se formavam a partir de um processo chamado evolução do invólucro comum, no qual as estrelas parceiras são aproximadas através de um invólucro de gás que as acomoda. Uma estrela envelhecida destinada a tornar-se uma anã branca expande-se numa gigante vermelha que engloba ambas as estrelas, criando um invólucro partilhado. O invólucro encurrala as duas estrelas, fazendo-as espiralar para dentro. Eventualmente, o invólucro é ejetado, deixando um par íntimo que se tornou suficientemente próximo para a anã branca roubar a massa da sua companheira.
Embora uma terceira estrela não tenha sido mencionada nestas descrições, a equipe perguntou-se se poderia estar envolvida. Afinal, raciocinaram, a dinâmica das estrelas triplas desempenha um papel importante em outros tipos de sistemas estelares. Para aprofundar a questão, os pesquisadores recorreram aos dados da missão Gaia da ESA, agora aposentada.
Ao analisar estas observações, identificaram 50 VCs em sistemas hierárquicos de três estrelas. Um sistema triplo hierárquico é aquele em que duas estrelas estão localizadas bastante perto uma da outra, enquanto a terceira está muito mais afastada e orbita o par primário.
Os resultados sugerem que pelo menos 10% de todas as VCs conhecidas fazem parte de sistemas triplos. Este valor era superior ao que seria de esperar se os trios não tivessem qualquer papel na formação das variáveis cataclísmicas, pelo que os pesquisadores decidiram saber mais através de simulações em computador. Realizaram as chamadas simulações de três corpos em 2.000 hipotéticos sistemas triplos; estas simulações aceleraram as interações gravitacionais do trio de estrelas, fazendo-as evoluir ao longo do tempo.
Em 20% das simulações de estrelas triplas, as VCs formaram-se sem o mecanismo tradicional de evolução de invólucro comum. Nestes casos, a terceira estrela influenciou o binário principal. A gravidade da terceira estrela faz com que as estrelas binárias tivessem uma órbita muito excêntrica, e isto força a estrela companheira a aproximar-se da anã branca. As forças de maré dissipam a energia e circularizam a órbita.
Em 60% das simulações, a estrela tripla ajudou a iniciar o processo de evolução do invólucro comum, aproximando as duas estrelas primárias o suficiente uma da outra para serem envolvidas no mesmo invólucro. Nos restantes 20% das simulações, as VCs formaram-se através da via tradicional de evolução do invólucro comum, que requer apenas duas estrelas.
Quando os pesquisadores tiveram em conta uma população realista de estrelas na nossa Galáxia, incluindo VCs que se sabe terem sido formadas a partir de apenas duas estrelas, os seus modelos teóricos previram que cerca de 40% de todas as variáveis cataclísmicas se formam em sistemas triplos. Este valor é mais elevado do que os 10% que observaram usando o Gaia porque, em muitos casos, as terceiras estrelas podem ser difíceis de ver ou ter-se desvinculado da VC.
Finalmente, os resultados das simulações permitiram fazer previsões acerca dos tipos de sistemas estelares triplos que teriam maior probabilidade de formar VCs. Especificamente, seria de esperar que os sistemas triplos começassem com configurações mais largas, de tal forma que o par unido e a terceira estrela estivessem separados por mais de 100 UA (Unidade Astronômica, que é a distância entre o Sol e a Terra).
Olhando para os dados do Gaia, verificou-se que as estrelas triplas com VCs apresentavam separações mais amplas do que os sistemas típicos.
Um artigo foi publicado no periódico Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
Fonte: California Institute of Technology