Uma equipe de pesquisa formada por cientistas do México, EUA e Emirados Árabes descobriu uma nova técnica inovadora de observações astronômicas. Seu estudo, publicado recentemente no jornal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pode ajudar os astrônomos a detectar exoplanetas que orbitam sistemas estelares binários exóticos chamados variáveis cataclísmicas.

Nas variáveis cataclísmicas, uma estrela orbita a outra tão de perto que acaba sugando seu material. Imagem: Jurik Peter – Shutterstock

Tais sistemas compreendem duas estrelas que orbitam uma a outra tão de perto que o corpo maior transfere massa para seu companheiro menor. O material forma um disco de acreção fino e brilhante antes de ser sugado pela estrela receptora. No entanto, quando um terceiro corpo, como um planeta, está orbitando o par de estrelas, ele pode perturbar o fluxo desse material e alterar o brilho do disco. O novo método de detecção de exoplanetas depende dessa interrupção.

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“Nosso trabalho provou que um terceiro corpo pode perturbar uma variável cataclísmica de tal forma que pode induzir mudanças no brilho no sistema”, disse o autor principal do artigo, Carlos Chávez, pesquisador da Universidade Autônoma de Nuevo León, no México, em um comunicado. “Essas perturbações podem explicar tanto os períodos muito longos observados – entre 42 e 265 dias – quanto a amplitude dessas mudanças no brilho”.

Representação artística da superfície de um planeta que orbita uma variável cataclísmica. Imagem: Departamento de Imagem e Difusão FIME-UANL/ Lic. Debahni Selene Lopez Morales D.R. 2022 (CC BY-NC-ND 4.0)

Desde a década de 1990, quando houve a primeira descoberta de um exoplaneta (como são chamados os planetas de fora do sistema solar), milhares deles foram encontrados ao redor de diversas estrelas. No entanto, conforme destaca o site Space.com, a maioria delas são bastante semelhantes ao Sol ou pequenas anãs vermelhas.

Para entender melhor as populações planetárias, os cientistas buscam métodos para detectar planetas ao redor de estrelas mais exóticas, como as variáveis cataclísmicas ou pulsares com seus feixes de luz brilhantes.

Geralmente, as variáveis cataclísmicas consistem em remanescentes estelares compactos, como estrelas de nêutrons super densas ou anãs brancas – o tipo de remanescente estelar quente que o Sol deixará para trás quando ficar sem hidrogênio e seu núcleo entrar em colapso, dentro de cerca de 5 bilhões de anos.

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Em uma configuração comum de tais sistemas, uma estrela anã branca do tamanho da Terra é acompanhada por uma estrela anã vermelha fria, o menor tipo de estrela de sequência principal (uma que ainda está fundindo hidrogênio ao hélio em seu núcleo). Tais sistemas não são chamados cataclísmicos à toa: neste tipo de parceria, a anã branca pode “roubar” material da anã vermelha.

À medida que se move entre as estrelas, esse material forma um disco de acreção que brilha intensamente, especialmente comparado com estrelas anãs brancas e vermelhas típicas. A taxa de transferência desse material, e, portanto, o brilho deste disco de acreção, no entanto, pode ser influenciada por um terceiro corpo escuro orbitando o par binário – um corpo escuro como um exoplaneta. 

Assim, os pesquisadores usaram as mudanças no brilho de quatro variáveis cataclísmicas para estimar a massa do terceiro corpo e sua distância das estrelas internas que orbita. “Dos quatro sistemas que estudamos, nossas observações sugerem que dois têm objetos da massa planetária orbitando ao seu redor”, disse Chávez.

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