p Os astrônomos pintaram sua melhor imagem de uma variável RV Tauri, um tipo raro de binário estelar onde duas estrelas - uma se aproximando do fim de sua vida - orbitam dentro de um extenso disco de poeira. Seu conjunto de dados de 130 anos abrange a mais ampla gama de luz já coletada para um desses sistemas, do rádio aos raios-X. p "Existem apenas cerca de 300 variáveis ​​RV Tauri conhecidas na Via Láctea, "disse Laura Vega, um recebedor de doutorado recente na Vanderbilt University em Nashville, Tennessee. "Concentramos nosso estudo no segundo mais brilhante, chamado U Monocerotis, que agora é o primeiro desses sistemas a partir do qual os raios X foram detectados. "

p Um artigo que descreve as descobertas, liderado por Vega, foi publicado em The Astrophysical Journal .

p O sistema, chamado U Mon para abreviar, fica por volta de 3, A 600 anos-luz de distância, na constelação de Monoceros. Suas duas estrelas giram em torno uma da outra a cada seis anos e meio em uma órbita com inclinação de cerca de 75 graus de nossa perspectiva.

p A estrela primária, uma supergigante amarela idosa, tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas aumentou para 100 vezes o tamanho do Sol. Um cabo de guerra entre a pressão e a temperatura em sua atmosfera faz com que ela se expanda e contraia regularmente, e essas pulsações criam mudanças de brilho previsíveis com alternância de profundas e superficiais quedas de luz - uma marca registrada dos sistemas RV Tauri. Os cientistas sabem menos sobre a estrela companheira, mas eles acham que tem uma massa semelhante e muito mais jovem que o primário.

p O disco de resfriamento em torno de ambas as estrelas é composto de gás e poeira ejetados pela estrela primária à medida que ela evolui. Usando observações de rádio do Submillimeter Array em Maunakea, Havaí, A equipe de Vega estimou que o disco tem cerca de 51 bilhões de milhas (82 bilhões de quilômetros) de diâmetro. O binário orbita dentro de uma lacuna central que os cientistas pensam ser comparável à distância entre as duas estrelas em sua separação máxima, quando estão a cerca de 540 milhões de milhas (870 milhões de quilômetros) de distância.

p Quando as estrelas estão mais distantes umas das outras, eles estão aproximadamente alinhados com nossa linha de visão. O disco obscurece parcialmente o primário e cria outra flutuação previsível na luz do sistema. Vega e seus colegas acham que é quando uma ou ambas as estrelas interagem com a borda interna do disco, sifonando fluxos de gás e poeira. Eles sugerem que a estrela companheira canaliza o gás em seu próprio disco, que aquece e gera uma saída de gás que emite raios-X. Este modelo poderia explicar os raios X detectados em 2016 pelo satélite XMM-Newton da Agência Espacial Europeia.

p "As observações de XMM tornam U Mon a primeira variável RV Tauri detectada em raios-X, "disse Kim Weaver, o cientista do projeto XMM U.S. e astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "É empolgante ver medições de comprimentos de onda baseadas no solo e no espaço se reunirem para nos dar novos insights sobre um sistema há muito estudado."

p Em sua análise de U Mon, A equipe de Vega também incorporou 130 anos de observações de luz visível.

p A primeira medição disponível do sistema, coletado em 25 de dezembro, 1888, veio dos arquivos da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO), uma rede internacional de astrônomos amadores e profissionais com sede em Cambridge, Massachusetts. AAVSO forneceu medições históricas adicionais que vão desde meados da década de 1940 até o presente.

p Os pesquisadores também usaram imagens arquivadas catalogadas pelo Digital Access to a Sky Century @ Harvard (DASCH), um programa do Harvard College Observatory em Cambridge dedicado à digitalização de imagens astronômicas de placas fotográficas de vidro feitas por telescópios terrestres entre as décadas de 1880 e 1990.

p A luz de U Mon varia porque a estrela primária pulsa e porque o disco a obscurece parcialmente a cada 6,5 ​​anos ou mais. Os dados combinados de AAVSO e DASCH permitiram que Vega e seus colegas detectassem um ciclo ainda mais longo, onde o brilho do sistema aumenta e diminui a cada 60 anos. Eles pensam que uma deformação ou aglomeração no disco, localizado tão longe do binário quanto Netuno está do Sol, causa essa variação extra enquanto orbita.

p Vega concluiu sua análise do sistema U Mon como Harriett G. Jenkins Predoctoral Fellow da NASA, um programa financiado pelo Projeto de Pesquisa e Educação da Universidade Minoritária da NASA Office of STEM Engagement.

p "Para sua dissertação de doutorado, Laura usou este conjunto de dados históricos para detectar uma característica que, de outra forma, apareceria apenas uma vez na carreira de um astrônomo, "disse o co-autor Rodolfo Montez Jr., um astrofísico do Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian, também em Cambridge. "É uma prova de como nosso conhecimento do universo se desenvolve ao longo do tempo."

p Coautor Keivan Stassun, um especialista em formação de estrelas e consultor de doutorado de Vega em Vanderbilt, observa que este sistema evoluído tem muitos recursos e comportamentos em comum com binários recém-formados. Ambos estão embutidos em discos de gás e poeira, puxar material desses discos, e produzir fluxos de gás. E em ambos os casos, os discos podem formar warps ou grumos. Em binários jovens, aqueles podem sinalizar o início da formação de planetas.

p "Ainda temos dúvidas sobre o recurso no disco do U Mon, que pode ser respondida por futuras observações de rádio, "Stassun disse." Mas por outro lado, muitas das mesmas características estão lá. É fascinante como esses dois estágios binários de vida se espelham. "