Uma equipe internacional de astrônomos identificou apenas o segundo e o terceiro exemplos de um tipo raro de sistema estelar composto por duas estrelas centrais orbitando uma à outra, cercadas por um notável disco de gás e poeira.
"Se houvesse um planeta em um desses sistemas, seria como o planeta Tatooine de Star Wars", diz Michael Poon, Ph.D. estudante do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Faculdade de Artes e Ciências David A. Dunlap e um dos dois pesquisadores da Universidade de Toronto envolvidos na descoberta.

"Você veria dois sóis no céu orbitando um ao outro. Além disso, há um disco ao redor das estrelas. Imagine os anéis de Saturno, mas muito, muito maiores - com as estrelas no meio."

Esses discos são chamados de discos protoplanetários porque eventualmente formam famílias de planetas como o nosso sistema solar. Os sistemas recém-descobertos são raros porque seus discos estão em ângulo com as órbitas de suas estrelas centrais.

“A descoberta de objetos como esses é importante para nossa compreensão da formação do planeta”, diz J.J. Zanazzi, pós-doutorando no Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA) da faculdade. "Planetas nascem deles, então a existência de discos em torno de estrelas binárias mostra que é provável que encontremos mais planetas orbitando binários.

“Eles também nos ajudarão a entender se a vida pode existir em um planeta que orbita uma estrela binária em um ângulo por causa de como essa orientação afeta a temperatura e outras condições”.

A descoberta dos novos objetos, designados Bernhard-1 e Bernhard-2, é descrita em um artigo publicado em 4 de julho no The Astrophysical Journal Letters .

O autor principal é Wei Zhu, da Universidade de Tsinghua, em Pequim, ex-bolsista de pós-doutorado do Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA) da Faculdade de Artes e Ciências. Zanazzi e Poon são coautores da U of T.

Bernhard-1 e Bernhard-2 estão tão distantes que não podemos ver suas duas estrelas centrais individualmente (esses pares de estrelas são conhecidos como estrelas binárias). Em vez disso, vemos apenas um único ponto de luz e medimos o brilho total do binário.

Os pesquisadores identificaram os novos objetos analisando as variações complexas e distintas no brilho causadas por sua geometria incomum. Um gráfico dessas variações ao longo do tempo é chamado de curva de luz e as curvas de luz dos novos sistemas correspondem às do primeiro sistema desse tipo já descoberto - um objeto conhecido como Kearns Herbst 15D (KH 15D).

As curvas de luz de Bernhard-1 e Bernhard-2 diminuem para uma fração de seu brilho máximo – o primeiro por 112 dias a cada 192 dias; este último por 20 dias a cada 62 dias. Essas quedas são o sinal de que uma das estrelas em cada binário está se movendo atrás do disco, visto da Terra. Quando a estrela ressurge, o brilho do sistema volta ao normal.

Além disso, quando os coautores compararam observações recentes com dados de arquivo que remontam a décadas, eles descobriram que ambos os objetos variavam em brilho por períodos muito mais longos. Análises anteriores de KH 15D por Poon, Zhu e Zanazzi, juntamente com o trabalho de outros pesquisadores, concluíram que esse padrão de longo prazo revelou que o disco e as estrelas estavam em ângulo entre si.

Como as estrelas binárias e seus discos protoplanetários se condensam a partir da mesma vasta e giratória nuvem de material, o disco normalmente fica no mesmo plano que as órbitas das estrelas – assim como as órbitas da maioria dos planetas e luas em nosso sistema solar. o mesmo plano. Imagine dois patinadores artísticos, de mãos dadas, girando um ao redor do outro enquanto outros patinadores circulam o par; todos estão patinando no mesmo plano da superfície do gelo.

Mas KH 15D, Bernhard-1 e Bernhard-2 são raros porque seus discos circumbinários estão em ângulo com os planos das estrelas em órbita. Por causa dessa inclinação, os discos oscilam como um pião, um movimento conhecido como precessão, à medida que se movem entre nós e as estrelas, fazendo com que a luz das estrelas centrais diminua. Para KH 15D, esse ciclo de escurecimento pode levar de 60 a 6.000 anos.

Os dois tipos de variações de brilho se combinam para criar a curva de luz característica de objetos do tipo KH 15D.

A descoberta de Bernhard-1 e Bernhard-2 foi feita quando Klaus Bernhard, um astrônomo amador e membro da Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne, analisou dados do Zwicky Transient Facility. O instrumento da ZTF examina todo o céu do norte a cada dois dias, fornecendo dados para inúmeros objetos por longos períodos de tempo.

Vasculhando os dados, Bernhard descobriu candidatos semelhantes ao KH 15D. Ele então compartilhou suas descobertas com Poon, Zanazzi e Zhu cujas análises posteriores revelaram Bernhard-1 e Bernhard-2.

Agora que os pesquisadores encontraram mais dois desses raros objetos celestes, eles estão otimistas que mais descobertas se seguirão.

"Apenas este mês, Gaia divulgou seus dados mais recentes", diz Zanazzi sobre a missão espacial que observa um bilhão de estrelas na Via Láctea desde seu lançamento em 2013. "E agora que temos esse modelo para esses objetos, Estamos esperançosos de que possamos usá-lo para encontrar mais objetos para adicionar à lista."

"Também esperamos que mais observadores olhem para Bernhard-1 e Bernhard-2 por períodos mais longos", diz Poon. "Temos sorte que KH 15D foi observado em um momento especial onde sua orientação faz com que a luz das estrelas centrais diminua. Estamos confiantes de que Bernhard-1 e Bernhard-2 também existem nesta orientação favorável, portanto, ter mais observações aumentarão nossa compreensão desses objetos raros." + Explorar mais

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