Uma das grandes coisas sobre a ciência é que, quando você começa a observar um novo objeto no espaço, você nunca pode ter certeza do que encontrará.

Recebemos um lembrete fantástico disso durante as observações destinadas a verificar se as estrelas próximas tinham companheiros planetários. Nossas observações confirmaram a descoberta de alguns planetas, mas também rendeu uma surpresa inesperada.

Enterrado entre nossos candidatos estava o cadáver de uma estrela - uma anã branca - uma descoberta que anunciamos este mês no Astrophysical Journal .

A busca por oscilações estelares

Nossa história começa com uma pesquisa chamada Anglo-Australian Planet Search (AAPS), que passou 17 anos procurando mundos alienígenas usando o telescópio anglo-australiano de 3,9 metros no Siding Spring Observatory em New South Wales.

Costumamos dizer que um planeta orbita uma estrela (a Terra orbita o Sol, por exemplo), mas a verdade é um pouco mais complicada. Em vez de, os dois orbitam em torno de seu centro de massa comum. Como resultado, uma estrela que hospeda um planeta irá oscilar, balançando para frente e para trás ao longo do tempo.

As pesquisas de velocidade radial procuram planetas tentando detectar essa oscilação reveladora. Ao longo de sua vida, o AAPS descobriu mais de 40 planetas dessa maneira.

Mas é quase certo que mais planetas permaneceram desconhecidos nos dados AAPS. Então, começamos a procurar por esses mundos ocultos.

Em vários casos, encontramos estrelas que exibiam sinais distintos de oscilação, mas para o qual menos de uma órbita completa foi completada. Sem observar uma órbita completa, não sabemos se os companheiros que causam a oscilação são planetas, ou outras estrelas.

Então, como podemos descobrir o que encontramos?

Imagem direta - um novo truque

Identificamos 21 estrelas em torno das quais poderia haver um planeta, mas para ter certeza, precisávamos de mais dados. Infelizmente, o AAPS havia terminado, então precisávamos fazer algo inovador.

Para cada uma de nossas estrelas, havia duas possibilidades:ou a oscilação é causada por um planeta, ou por algo maior (como uma anã marrom ou uma companheira estelar invisível).

Avanços recentes nas técnicas de imagens astronômicas significam que agora podemos usar os maiores telescópios do mundo para observar estrelas próximas e ver objetos muito próximos delas - mais perto do que jamais foi possível antes.

Usamos o telescópio Gemini-South de 8,1 m no Chile para obter imagens de alta resolução de nossas estrelas-alvo, para ver se podíamos ver quaisquer companheiros ocultos anteriormente.

Apesar do poder da técnica, quaisquer planetas ao redor de nossos alvos permaneceriam invisíveis. Mas se as oscilações observadas foram causadas por objetos mais massivos, devemos ser capazes de ver esses objetos e, portanto, descartar a hipótese planetária.

O caso peculiar de HD 118473

Para 20 de nossas metas, as coisas correram como esperávamos. Em alguns casos, detectamos um companheiro estelar previamente desconhecido. Em outros, poderíamos descartar companheiros enormes, dando-nos confiança na presença de planetas ao redor dessas estrelas.

Mas por uma estrela, as coisas ficaram estranhas. Com base nos dados de oscilação, sabíamos que o menor massa possível o companheiro poderia ter cerca de 0,44 vezes a massa do Sol. É muito grande para ser um planeta.

Com tanta massa, esperaríamos que o companheiro fosse uma estrela, mais fraco e mais frio do que o Sol, mas facilmente visível com Gemini-South.

Mas quando olhamos para nossas imagens, nenhuma estrela companheira era visível.

Uma reviravolta macabra

Os dados de velocidade radial são claros - há um companheiro enorme orbitando HD118473, fazendo com que aquela estrela oscile para frente e para trás com um período de 5,67 anos.

Mas não pode ser um planeta (é muito grande), e não pode ser uma estrela (seríamos capazes de ver). Então, o que poderia ser?

A resposta se resume à maneira como as estrelas vivem e morrem.

Por mais vastas que sejam as estrelas, seu suprimento de combustível não é ilimitado. Eventualmente, o combustível acaba e o fim da vida da estrela é iminente. Quanto mais massiva for a estrela, mais espetacular será o final.

Uma estrela como o Sol acabará por inchar e se tornar uma gigante vermelha, então vai estufar suas camadas externas, criando uma espetacular nebulosa planetária, e deixando para trás uma brasa brilhante - seu núcleo, nua e exposta ao espaço.

Esse núcleo é uma anã branca - do tamanho da Terra, mas com a massa de uma estrela. Pequeno, em comparação com a estrela de onde veio, a anã branca esfria gradualmente e desaparece na obscuridade ao longo de bilhões de anos.

Estrelas mais massivas morrem violentamente - como supernovas que ofuscam galáxias inteiras. Mas também deixam para trás cadáveres que são fracos e difíceis de detectar. Estrelas de nêutrons - o tamanho de uma cidade, mas com uma massa maior que o Sol - e buracos negros - minúsculos e invisíveis, exceto quando estão devorando algo.

Tudo isso nos leva de volta ao nosso companheiro oculto para HD118473 - a massa de uma estrela, mas muito fraco para ver. O que poderia ser?

Uma relíquia antiga inesperada

De longe, a resposta mais provável é que a companheira oculta é uma anã branca. No passado distante, HD118473 era uma estrela binária com os dois componentes brilhando enquanto orbitavam seu centro de massa comum.

Por alguns bilhões de anos, nada mudou, até que a mais massiva das estrelas chegasse ao fim de sua vida. Ele inchou para se tornar um gigante vermelho, em seguida, se desprendeu de suas camadas externas, deixando para trás uma anã branca, muito escuro para que possamos detectar.

O companheiro da anã branca continua através do espaço enquanto falamos, ainda girando em uma valsa celestial com o que resta de seu companheiro. Um escuro, relíquia escondida para enganar os caçadores de exoplanetas, e um lembrete de como a ciência sempre tem outra surpresa à sua espera.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.