Quando uma estrela piscou!

Título: VVV-WIT-08 : the giant star that blinked

Autores: Leigh C. Smith, Sergey E. Koposov, Philip W. Lucas et al.

Instituição do primeiro autor: Institute of Astronomy, University of Cambridge, Reino Unido

Status: publicado no MNRAS [acesso aberto no astro-ph]

Era um dia normal em dezembro de 2011. Estrelas brilhavam, exoplanetas transitavam e astrônomos observavam. No entanto, dezembro de 2011 foi um mês muito especial para VVV-WIT-08, uma estrela gigante localizada no bojo da Via Láctea. Foi durante esse mês que a estrela decidiu piscar. Nos quatro meses seguintes, o brilho dessa estrela diminui em impressionantes 97%. Em seguida, voltou gradativamente ao seu valor original ao longo de outros quatro meses e não mudou desde então. Os autores do artigo de hoje analisam essa misteriosa piscadela estelar e tentam identificar sua causa.

Observando a piscadela

Os autores encontraram essa estrela enigmática enquanto procuravam por estrelas variáveis ​​usando dados do projeto de mapeamento do céu Vista Variables in the Via Lactea (VVV). O VVV opera a partir do Observatório de Paranal, no Chile, e tem monitorado o brilho no infravermelho-próximo de mais de um bilhão de estrelas na Via Láctea desde 2010. Os autores buscaram no banco de dados do VVV por estrelas cujo brilho na banda fotométrica Ks mudou em mais de 4 magnitudes, e a estranha piscadela de VVV-WIT-08 apareceu imediatamente! A Figura 1 mostra a curva de luz na banda Ks dessa estrela, que mostra claramente o declínio e o subsequente aumento do brilho. Os autores complementaram os dados da banda Ks com observações no ótico (bandas V e I) obtidas pelo OGLE, outro projeto que monitora estrelas em nossa Galáxia. As observações nas bandas V e I também são mostradas na Figura 1 e mostram um declínio e aumento de brilho semelhantes ao observado pelo VVV. Os autores notam que a amplitude da mudança de brilho é a mesma em todas as três bandas fotométricas.

fig1
Figura 1: Curva de luz no ótico (bandas V e I) e infravermelho (banda Ks) da estrela VVV-WIT-08. Entre 2011 e 2012, o brilho dessa estrela gigante diminuiu em incríveis 97% em cerca de quatro meses. Em outros quatro meses, o brilho voltou ao seu valor original e não mudou desde então. Figura 1 no artigo.

O que é essa estrela?

Os autores coletaram dados provenientes de vários telescópios em diversas bandas, abrangendo comprimentos de onda do ótico ao infravermelho. Eles usaram essas medidas para construir uma distribuição de energia espectral (brilho em função do comprimento de onda, também chamada SED, do inglês spectral energy distribution) da estrela. Um modelo detalhado da SED sugere que a estrela tem uma massa similar à do Sol, mas uma temperatura de 3600 K e uma idade de 8,3 bilhões de anos (para comparação, o Sol tem uma temperatura de 6000 K e uma idade de 4,6 bilhões de anos). Embora a massa da estrela seja muito semelhante à do Sol, sua luminosidade é mil vezes maior. No geral, essas propriedades são consistentes com uma estrela gigante fria e evoluída no bojo de nossa Galáxia.

E por que ela piscou?

Boa pergunta! Ainda não sabemos. Os autores analisam várias possíveis causas para a variabilidade abrupta observada. Existem estrelas variáveis chamadas R-Coronae-Borealis (RCB) que são conhecidas por mostrar quedas abruptas em brilho, causadas por matéria condensando na atmosfera e assim obscurecendo o brilho da estrela. No entanto, a amplitude da variação de brilho das estrelas RCB muda drasticamente com o comprimento de onda, ao contrário do que foi observado para VVV-WIT-08. Outra possibilidade seriam objetos estelares jovens, que também apresentam variações extremas, tipicamente porque ainda estão rodeados por material frio. Os autores obtiveram um espectro da VVV-WIT-08 para checar essa hipótese e verificaram que ela não apresenta nenhuma característica semelhante a objetos jovens. Resta uma terceira possibilidade: a ocultação por um objeto que passou na frente da estrela. Os autores concluem que a curva de luz da VVV-WIT-08 é bem explicada por um modelo no qual um objeto opaco e elíptico que está ligado à estrela passa na frente dela. Como não vemos nenhuma radiação desse objeto na curva de luz, ele tem de ser muito tênue. Essas propriedades sugerem que o objeto pode ser um disco circunstelar em torno de outro objeto gravitacionalmente ligado à estrela VVV-WIT-08.

Os autores postulam então que VVV-WIT-08 poderia ser uma estrela binária em que a estrela primária é uma gigante fria, que observamos piscar, e a estrela companheira hospeda um disco circunstelar opaco. Essa companheira pode ser uma estrela da sequência principal, uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou mesmo um buraco negro. No entanto, essa explicação também tem suas deficiências. Por exemplo, os discos em torno de estrelas da sequência principal não são opacos o suficiente. Os discos ao redor das anãs brancas são opacos, mas não são grandes o suficiente para explicar o declínio drástico em brilho que foi observado. Os discos de buracos negros ou estrelas de nêutrons são grandes, mas também emitem radiação em raios-X, que não foi observada. Também é possível que o disco ao redor da estrela companheira seja formado de material que escapa da superfície da estrela gigante.

Para ter uma resposta definitiva sobre o que causou a piscadela, precisamos observar outros eventos similares. Fique de olho e não pisque!


Adaptado de When a star blinked!, escrito por Viraj Karambelkar.

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