Estrelas massivas em galáxias pobres em metais frequentemente têm parceiras próximas, assim como as estrelas massivas em nossa Via Láctea, rica em metais. A descoberta foi feita por uma equipe internacional de setenta astrônomos liderada por cientistas da Bélgica, dos Países Baixos e de Israel. Eles utilizaram o Very Large Telescope europeu, no Chile, para monitorar a velocidade radial de estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães. Os pesquisadores publicaram suas descobertas na última semana na Nature Astronomy.

Nos últimos 20 anos, os astrônomos sabem que muitas estrelas massivas na Via Láctea, rica em metais, têm uma parceira. Em anos recentes, ficou claro que a interação entre essas parceiras é importante para a evolução das estrelas massivas. No entanto, até agora, os astrônomos não tinham certeza se estrelas massivas em galáxias pobres em metais também poderiam fazer parte de um sistema binário. Agora, descobre-se que este é de fato o caso.

Máquina do tempo 

“Usamos a Pequena Nuvem de Magalhães como uma máquina do tempo”, explica Hugues Sana, da KU Leuven (Bélgica). “A Pequena Nuvem de Magalhães possui um ambiente de metalicidade representativo daquele de galáxias distantes, quando o Universo tinha apenas alguns bilhões de anos.”

Estudar estrelas massivas fora da Via Láctea é difícil porque as estrelas estão muito distantes e recebemos pouca luz delas. Os pesquisadores utilizaram o espectrógrafo FLAMES no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile. É um dos maiores telescópios da Terra. O FLAMES possui 132 fibras ópticas, cada uma podendo ser direcionada para uma estrela diferente, que podem então ser observadas simultaneamente.

Acelerar e desacelerar 

Durante um período de três meses, os pesquisadores observaram a aceleração e a desaceleração de 139 estrelas massivas do tipo O em nove momentos diferentes. Essas estrelas têm massas entre 15 e 60 vezes a do nosso Sol. Elas são quentes, brilham intensamente e terminam suas vidas em explosões de supernova. Nesse processo, o núcleo da estrela colapsa em um buraco negro. Os resultados mostram que mais de 70% das estrelas observadas aceleram e desaceleram. Isso é um sinal de uma parceira próxima.

“O fato de que estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães têm uma parceira sugere que as primeiras estrelas do universo, que suspeitamos também terem sido massivas, também tinham parceiras”, diz a coautora Julia Bodensteiner, da Universidade de Amsterdã (Países Baixos). “Talvez alguns desses sistemas terminem como dois buracos negros orbitando um ao outro. É um pensamento empolgante.”

Os pesquisadores planejam observar as mesmas estrelas mais 16 vezes em um futuro próximo. O objetivo é reconstruir as órbitas precisas das estrelas binárias, determinar as massas de seus componentes e estudar a natureza e as propriedades da estrela companheira.

“Usando nossas medições, cosmólogos e astrofísicos que estudam o universo jovem e pobre em metais poderão então contar com nosso conhecimento sobre estrelas binárias massivas com maior confiança”, conclui Tomer Shenar, da Universidade de Tel Aviv (Israel).

“As estrelas de alta massa são verdadeiras arquitetas cósmicas, pois em seus núcleos forjam os elementos, como o carbono e o oxigênio, e ao explodirem como supernovas, semeiam o universo com essa matéria-prima vital”, aponta o professor Leonardo Almeida, da Escola de Ciências e Tecnologia, coautor do trabalho e colaborador da equipe desde 2014. “A frequência com que essas estrelas existem em pares, em diferentes regimes de metalicidade, trará pistas cruciais sobre a evolução das galáxias, a formação e fusão de sistemas binários de buracos negros e a origem dos ingredientes fundamentais à vida” enfatiza o professor.

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Press release traduzido e adaptado pelo Prof. Dr. Leonardo Andrade de Almeida (ECT/UFRN).