p O sol é a única estrela em nosso sistema. Mas muitos dos pontos de luz em nosso céu noturno não são tão solitários. Por algumas estimativas, mais de três quartos de todas as estrelas existem como binários - com uma companheira - ou em relacionamentos ainda mais complexos. Estrelas próximas podem ter impactos dramáticos sobre seus vizinhos. Eles podem separar o material um do outro, fundir ou torcer os movimentos uns dos outros através do cosmos. p E às vezes essas mudanças acontecem ao longo de algumas gerações.

p Isso é o que uma equipe de astrônomos da Universidade de Washington, Western Washington University e a University of California, Irvine descobriu quando eles analisaram mais de 125 anos de observações astronômicas de um binário estelar próximo chamado HS Hydra. Este sistema é conhecido como um binário eclipsante:da Terra, as duas estrelas parecem passar uma sobre a outra - ou eclipsar uma a outra - enquanto orbitam um centro de gravidade compartilhado. Os eclipses fazem com que a quantidade de luz emitida pelo binário diminua periodicamente.

p Em 11 de janeiro na 237ª reunião da American Astronomical Society, a equipe relatou mais de um século de mudanças nos eclipses das estrelas em HS Hydra. As duas estrelas começaram a eclipsar em pequenas quantidades a partir de cerca de um século atrás, aumentando para eclipses quase completos na década de 1960. O grau de eclipsação despencou ao longo de apenas meio século, e cessará por volta de fevereiro de 2021.

p "Há um registro histórico de observações de HS Hydra que abrange essencialmente a astronomia moderna - começando com placas fotográficas no final do século 19 até imagens de satélite tiradas em 2019. Ao mergulhar nesses registros, documentamos a ascensão e queda completa desse tipo raro de binário eclipsante, "disse o líder da equipe James Davenport, um professor assistente de pesquisa de astronomia na UW e diretor associado do DIRAC Institute da UW.

p Os eclipses das duas estrelas que compõem HS Hydra estão mudando porque outro corpo - provavelmente um terceiro, estrela companheira não observada - está mudando a orientação do binário em relação à Terra. Sistemas como este, que são chamados de binários eclipsantes em evolução, são raros, com apenas cerca de uma dúzia conhecida até o momento, de acordo com Davenport. Identificar este tipo de binário requer múltiplas observações para procurar mudanças de longo prazo no grau de escurecimento, o que indicaria que a orientação do binário está mudando com o tempo.

p HS Hydra tem esse registro observacional porque, a 342 anos-luz de distância, é um sistema relativamente próximo e brilhante e as duas estrelas orbitam uma a outra a cada 1,5 dias. Os cientistas relataram pela primeira vez que HS Hydra era um binário eclipsante em 1965. Em um artigo de 2012, astrônomos baseados na Suíça e na República Tcheca relataram que a quantidade de escurecimento do HS Hydra diminuiu de 1975 a 2008, indicando que as duas estrelas foram eclipsando porções cada vez menores uma da outra ao longo do tempo. Essa equipe também previu que os eclipses terminariam por volta de 2022.

p Davenport e sua equipe verificaram o HS Hydra usando observações do sistema em 2019 pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, ou TESS. Eles viram apenas uma queda de 0,0075 magnitude na luz de HS Hydra, um sinal de que as duas estrelas mal se cobriam durante os eclipses. Para comparação, eclipses em 1975 viram uma queda de magnitude superior a 0,5.

p "Cinquenta anos atrás, essas duas estrelas estavam quase se eclipsando completamente. No início do século 21, o grau de eclipse era de cerca de 10%, e nas observações mais recentes de 2019, eles mal se sobrepunham, "disse Davenport.

p Com esses novos dados, a equipe agora prevê que os eclipses do HS Hydra cessarão por volta de fevereiro de 2021.

p As observações dos anos 1960 até 2019 catalogam o declínio de HS Hydra como um binário eclipsante em evolução. Mas Davenport e sua equipe também descobriram evidências de sua ascensão. O acesso digital a um século do céu em Harvard, ou DASCH, é um catálogo digital de dados fotométricos retirados de placas astro-fotográficas de mais de um século da Universidade de Harvard. A equipe extraiu esse registro e encontrou observações de HS Hydra de 1893 a 1955 que eles puderam analisar para procurar sinais de escurecimento.

p Os pesquisadores quebraram as observações do DASCH de HS Hydra por década. Do final do século 19 até os loucos anos 20, HS Hydra não apresentou escurecimento mensurável. Mas as coisas começaram a mudar na década de 1930, onde mediram uma queda modesta de 0,1 magnitude no brilho. O grau de escurecimento aumentou na década de 1940 e atingiu o pico na década de 1950 com uma queda de 0,5 magnitude no brilho.

p Based off this 126-year history of HS Hydra observations, the team predicts that the system will start eclipsing again around the year 2195. But, that assumes that the third companion—which other teams have predicted is a small, dim M-dwarf star—continues to behave as it has to date.

p "We won't know for sure unless we keep looking, " said Davenport. "The best we can say right now is that HS Hydra has been changing constantly over the course of modern astronomy."

p Missions like TESS will likely identify more evolving eclipsing binaries in the coming years. This should open new opportunities for astronomers to understand how star systems are built, as well as how they change over time—whether they are busy, dynamic systems like HS Hydra, or more quiet systems, like ours.