p Nosso Sol tinha um irmão gêmeo quando nasceu, 4,5 bilhões de anos atrás? p Quase certamente sim - embora não um gêmeo idêntico. E o mesmo aconteceu com todas as outras estrelas semelhantes ao sol no universo, de acordo com uma nova análise feita por um físico teórico da UC Berkeley e um radioastrônomo do Observatório Astrofísico Smithsonian da Universidade de Harvard.

p Muitas estrelas têm companheiros, incluindo nosso vizinho mais próximo, Alpha Centauri, um sistema de trigêmeos. Os astrônomos há muito buscam uma explicação. Os sistemas estelares binários e triplos nascem dessa maneira? Uma estrela capturou outra? As estrelas binárias às vezes se dividem e se tornam estrelas únicas?

p Os astrônomos até procuraram um companheiro para o nosso sol, uma estrela apelidada de Nemesis porque supostamente chutou um asteróide na órbita da Terra que colidiu com nosso planeta e exterminou os dinossauros. Nunca foi encontrado.

p A nova afirmação é baseada em uma pesquisa de rádio de uma nuvem molecular gigante cheia de estrelas recentemente formadas na constelação de Perseu, e um modelo matemático que pode explicar as observações de Perseu apenas se todas as estrelas semelhantes ao Sol nascerem com uma companheira.

p "Estamos dizendo, sim, provavelmente havia um Nemesis, a muito tempo atrás, "disse o co-autor Steven Stahler, um astrônomo pesquisador da UC Berkeley.

p "Executamos uma série de modelos estatísticos para ver se poderíamos contabilizar as populações relativas de estrelas únicas jovens e binários de todas as separações na nuvem molecular de Perseus, e o único modelo que poderia reproduzir os dados era aquele em que todas as estrelas se formam inicialmente como binários largos. Esses sistemas encolhem ou se separam em um milhão de anos. "

p Neste estudo, "largo" significa que as duas estrelas são separadas por mais de 500 unidades astronômicas, ou AU, onde uma unidade astronômica é a distância média entre o Sol e a Terra (93 milhões de milhas). Um amplo companheiro binário do nosso sol estaria 17 vezes mais distante do sol do que seu planeta mais distante hoje, Netuno.

p Com base neste modelo, o irmão do Sol provavelmente escapou e se misturou com todas as outras estrelas em nossa região da Via Láctea, para nunca mais ser visto.

p "A ideia de que muitas estrelas se formam com uma companheira já foi sugerida antes, mas a questão é:quantos? "disse a primeira autora Sarah Sadavoy, um colega Hubble da NASA no Observatório Astrofísico Smithsonian. "Com base em nosso modelo simples, dizemos que quase todas as estrelas se formam com uma companheira. A nuvem Perseus é geralmente considerada uma região típica de formação estelar de baixa massa, mas nosso modelo precisa ser verificado em outras nuvens. "

p A ideia de que todas as estrelas nascem em uma ninhada tem implicações além da formação estelar, incluindo as próprias origens das galáxias, Stahler disse.

p Stahler e Sadavoy postaram suas descobertas em abril no servidor arXiv. Seu artigo foi aceito para publicação nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.

p Estrelas nascidas em 'núcleos densos'

p Astrônomos têm especulado sobre as origens dos sistemas binários e múltiplos de estrelas por centenas de anos, e nos últimos anos criaram simulações de computador de massas de gás em colapso para entender como elas se condensam sob a gravidade em estrelas. Eles também simularam a interação de muitas estrelas jovens recentemente libertadas de suas nuvens de gás. Vários anos atrás, uma dessas simulações de computador por Pavel Kroupa, da Universidade de Bonn, o levou a concluir que todas as estrelas nascem como binários.

p No entanto, a evidência direta de observações tem sido escassa. Enquanto os astrônomos olham para estrelas cada vez mais jovens, eles encontram uma proporção maior de binários, mas por que ainda é um mistério.

p "A chave aqui é que ninguém olhou antes de uma forma sistemática para a relação de verdadeiras estrelas jovens com as nuvens que as geram, "Stahler disse." Nosso trabalho é um passo adiante no entendimento de como os binários se formam e também do papel que os binários desempenham na evolução estelar inicial. Agora acreditamos que a maioria das estrelas, que são bastante semelhantes ao nosso próprio sol, formulário como binários. Acho que temos a evidência mais forte até o momento para tal afirmação. "

p De acordo com Stahler, os astrônomos sabem há várias décadas que as estrelas nascem dentro de casulos em forma de ovo chamados de núcleos densos, que estão espalhados por imensas nuvens de frio, hidrogênio molecular que são os berçários das estrelas jovens. Através de um telescópio óptico, essas nuvens parecem buracos no céu estrelado, porque a poeira que acompanha o gás bloqueia a luz das estrelas que se formam no interior e das estrelas que estão por trás. As nuvens podem, Contudo, ser sondado por radiotelescópios, uma vez que os grãos de poeira fria neles emitem nesses comprimentos de onda de rádio, e as ondas de rádio não são bloqueadas pela poeira.

p A nuvem molecular Perseus é um desses berçários estelares, cerca de 600 anos-luz da Terra e cerca de 50 anos-luz de comprimento. Ano passado, uma equipe de astrônomos completou uma pesquisa que usou o Very Large Array, uma coleção de antenas de rádio no Novo México, para observar a formação de estrelas dentro da nuvem. Chamado VANDAM, foi a primeira pesquisa completa de todas as estrelas jovens em uma nuvem molecular, isso é, estrelas com menos de 4 milhões de anos, incluindo estrelas simples e múltiplas até separações de cerca de 15 unidades astronômicas. Isso capturou todas as estrelas múltiplas com uma separação de mais do que cerca do raio da órbita de Urano - 19 UA - em nosso sistema solar.

p Stahler ouviu sobre a pesquisa depois de abordar Sadavoy, um membro da equipe VANDAM, e pedindo sua ajuda na observação de estrelas jovens dentro de núcleos densos. A pesquisa VANDAM produziu um censo de todas as estrelas da Classe 0 - aquelas com menos de 500, 000 anos - e estrelas de classe I - aqueles entre cerca de 500, 000 e 1 milhão de anos. Ambos os tipos de estrelas são tão jovens que ainda não estão queimando hidrogênio para produzir energia.

p Sadavoy pegou os resultados da VANDAM e os combinou com observações adicionais que revelam os casulos em forma de ovo ao redor das estrelas jovens. Estas observações adicionais vêm do Gould Belt Survey com o SCUBA-2 no James Clerk Maxwell Telescope no Havaí. Ao combinar esses dois conjuntos de dados, Sadavoy foi capaz de produzir um censo robusto das populações binárias e de estrela única em Perseu, revelando 55 estrelas jovens em 24 sistemas de estrelas múltiplas, todos, exceto cinco deles binários, e 45 sistemas de estrela única.

p Usando esses dados, Sadavoy e Stahler descobriram que todos os sistemas binários amplamente separados - aqueles com estrelas separadas por mais de 500 UA - eram sistemas muito jovens, contendo duas estrelas de classe 0. Esses sistemas também tendiam a estar alinhados com o eixo longo do núcleo denso em forma de ovo. As estrelas binárias de Classe I um pouco mais velhas estavam mais próximas, muitos separados por cerca de 200 UA, e não mostrou tendência de se alinhar ao longo do eixo do ovo.

p "Isso não foi visto antes ou testado, e é super interessante, "Sadavoy disse." Ainda não sabemos bem o que isso significa, mas não é aleatório e deve dizer algo sobre a forma como os binários amplos se formam. "

p Núcleos em forma de ovo colapsam em dois centros

p Stahler e Sadavoy modelaram matematicamente vários cenários para explicar esta distribuição de estrelas, assumindo a formação típica, tempos de separação e redução orbital. Eles concluíram que a única maneira de explicar as observações é assumir que todas as estrelas de massa em torno da do Sol começam como binários amplos de Classe 0 em núcleos densos em forma de ovo, depois disso, cerca de 60% se dividiram com o tempo. O resto encolhe para formar binários compactos.

p "Conforme o ovo se contrai, a parte mais densa do ovo ficará no meio, e isso forma duas concentrações de densidade ao longo do eixo do meio, "disse ele." Esses centros de densidade mais alta em algum ponto colapsam sobre si mesmos por causa de sua autogravidade para formar estrelas de classe 0. "

p "Dentro da nossa foto, única baixa massa, estrelas semelhantes ao sol não são primordiais, "Stahler acrescentou." Eles são o resultado da separação dos binários. "

p Sua teoria implica que cada núcleo denso, que normalmente compreende algumas massas solares, converte duas vezes mais material em estrelas do que se pensava anteriormente.

p Stahler disse que tem pedido a rádio astrônomos para comparar núcleos densos com suas jovens estrelas incorporadas por mais de 20 anos, a fim de testar teorias de formação de estrelas binárias. Os novos dados e modelo são um começo, ele diz, mas mais trabalho precisa ser feito para entender a física por trás da regra.

p Esses estudos podem aparecer em breve, porque as capacidades de um VLA agora atualizado e do telescópio ALMA no Chile, além da pesquisa SCUBA-2 no Havaí, "estão finalmente nos fornecendo os dados e estatísticas de que precisamos. Isso mudará nossa compreensão dos núcleos densos e das estrelas incorporadas neles, "Sadavoy disse.