Estrelas Super-Próximas Descobertas Dentro de uma Nebulosa Planetária

Imagem obtida com o Telescópio Espacial Hubble da nebulosa planetária M3-1, cuja estrela central é na verdade um sistema binário com um dos períodos orbitais mais curtos conhecidos.

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu duas estrelas em um par binário que completam uma órbita em torno de si em pouco mais de três horas, residido na nebulosa planetária M3-1. Surpreendentemente, as estrelas poderiam conduzir a uma nova explosão, um evento totalmente inesperado baseado em nossa compreensão atual da evolução de estrelas binárias. A equipe, liderada por David Jones, do Instituto Astrofísico de Canárias e da Universidade de La Laguna, relata suas descobertas em Notícias Mensais da Royal Astronomical Society: Letters.
As nebulosas planetárias são as conchas brilhantes de gás e poeira formadas pelas camadas externas de estrelas, como o nosso próprio sol, que elas jogam fora durante os estágios finais de sua evolução. Em muitos casos, a interação com uma estrela companheira próxima desempenha um papel importante na ejeção deste material e na formação das estruturas elaboradas vistas nas nebulosas planetárias resultantes.
A nebulosa planetária M3-1 está localizada na direção da constelação de Canis Major, a uma distância de aproximadamente 14.000 anos-luz. A M3-1 era uma forte candidata para hospedar uma estrela central binária, já que sua estrutura com jatos e filamentos proeminentes é típica dessas interações de estrelas binárias.
Utilizando os telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile, a equipe de Jones analisou a M3-1 ao longo de vários anos. No processo, eles descobriram a estrela binária no centro da nebulosa.
"Sabíamos que a M3-1 tinha que hospedar uma estrela binária, então começamos a fazer as observações necessárias para provar isso e relacionar as propriedades da nebulosa com a evolução da estrela ou estrelas que a formaram" diz Brent Miszalski, pesquisador do Grande Telescópio da África Austral e co-autor do estudo.
As duas estrelas estão tão próximas uma da outra que não podem ser resolvidas (identificadas uma a uma) a partir de telescópios em solo, de modo que em vez disso a presença da segunda estrela é inferida a partir da variação periódica de desta passando pela outra que produzem quedas acentuadas no brilho.
"Quando começamos as observações, ficou imediatamente claro que o sistema era um binário", explica Henri Boffin, pesquisador do European Southern Observatory na Alemanha. "Vimos que a estrela aparentemente única no centro da nebulosa estava mudando rapidamente em brilho, e sabíamos que isso podia ser devido à presença de uma estrela companheira".
A equipe descobriu que a estrela central da nebulosa planetária M3-1 possui uma estrela companheira que a orbita em um período orbital dos mais curtos conhecidas até hoje, em pouco mais de três horas. As observações do ESO também mostram que as duas estrelas - mais provavelmente uma anã branca com uma companheira da sequência principal de baixa massa - estão quase se tocando.
Como resultado, o par provavelmente sofrerá uma nova erupção, o resultado da transferência de material de uma estrela para outra. Quando isso atinge uma massa crítica, ocorre uma violenta explosão termonuclear e o sistema aumenta temporariamente o brilho em até um milhão de vezes.
"Após as várias campanhas de observação no Chile, tivemos dados suficientes para começar a entender as propriedades das duas estrelas - suas massas, temperaturas e raios", diz Paulina Sowicka, Ph.D. estudante no Centro Astronômico Nicolas Copernicus na Polônia. "Foi uma verdadeira surpresa descobrir que as duas estrelas estavam tão próximas que quase estavam se tocando. Uma nova explosão poderia acontecer em apenas alguns milhares de anos a partir de agora".
Teoria corrente sugere que as estrelas binárias devem estar bem separadas após a formação de uma nebulosa planetária. Em seguida, deve demorar muito tempo para que elas comecem a interagir novamente e eventos como as novas se tornem possíveis.
Em 2007, os astrônomos observaram uma explosão em nova, conhecida como Nova Vul 2007, dentro de outra nebulosa planetária.
Jones comenta: "O evento de 2007 foi particularmente difícil de explicar. No momento em que as duas estrelas estão próximas o suficiente para gerar uma nova, o material na nebulosa planetária deveria ter se expandido e se dissipado tanto que não seria mais visível".
Esse novo evento contribui para o enigma, acrescenta Jones: "Nas estrelas centrais da M3-1, encontramos outro candidato para uma nova erupção semelhante em um futuro relativamente próximo".
A equipe agora espera realizar mais estudos sobre a nebulosa e outras semelhantes, ajudando a lançar luz sobre os processos físicos e as origens de novas e supernovas, alguns dos fenômenos mais espetaculares e violentos do Universo.

Fonte: PHYS.ORG