Em 11 de março de 1437, um grupo de astrônomos reais em uma torre de observação em Seul, na Coréia, observou um flash branco brilhante iluminar o céu noturno. Um dos cinco observadores fez uma anotação meticulosa do que viram: “Uma estrela convidada começou a ser vista entre a segunda e terceira estrelas de Wei [Scorpius]… durou 14 dias”.
Conteúdo Relacionado
- Como a ansiedade do eclipse ajudou a estabelecer a base da astronomia moderna
- A maioria do lítio no universo é forjado em estrelas explosivas
Embora eles não soubessem então, a “estrela convidada” cintilante veio de um evento mais violento do que o seu nome sugere: uma explosão nova. Agora, usando os registros coreanos, bem como placas fotográficas de vidro da Universidade de Harvard, os astrofísicos modernos redescobriram a estrela e reconstruíram o ciclo de vida de um sistema estelar binário pela primeira vez.
“A verdadeira novidade deste estudo é que temos um relógio indiscutível e extraordinariamente preciso”, graças aos antigos coreanos, diz Michael Shara, autor principal do estudo e astrofísico do Museu Americano de História Natural. “Na astronomia, você quase nunca mede qualquer coisa com precisão superior a 20 ou 30%. Aqui, sabemos o que acontece ao dia.
A pesquisa, publicada na revista Nature, analisa a evolução de um sistema binário, um par celestial no qual duas estrelas estão próximas o suficiente para que sua gravidade as oriente umas às outras. Cerca de 70% das estrelas se enquadram nessa categoria e seu relacionamento é tudo menos pacífico. A maior das duas estrelas é uma anã branca, uma estrela super densa com uma massa não superior a 8 vezes o tamanho do nosso sol. (Na verdade, nosso Sol provavelmente se tornará uma anã branca em 5 bilhões de anos.)
“Se você estivesse em pé sobre uma anã branca, seria achatado em uma mancha de óleo”, diz Josh Grindlay, coautor do estudo e investigador principal do projeto Acesso Digital a um Sky Century @ Harvard (DASCH).
A companheira de longa data da anã branca, ao contrário, é uma anã vermelha menor, que queima hidrogênio. O anão branco impiedosamente canibaliza seu parceiro, sugando a matéria e acumulando-a em um anel em torno de sua atmosfera. Esse halo de matéria super-alta é chamado de “disco de acreção”. Ocasionalmente, a quantidade de matéria que sobe da estrela menor para seu parceiro faminto aumentará o suficiente para que a anã branca se ilumine dramaticamente, como uma lanterna acendendo de repente. Isso é conhecido como uma "variável cataclísmica".
O que os astrônomos coreanos observaram quase 600 anos atrás, no entanto, foi ainda mais dramático. Eles testemunharam algo chamado nova, que é quando a matéria que se acumula na atmosfera da anã branca atinge massa crítica e causa uma cadeia de reações nucleares, crescendo até um milhão de vezes mais que o sol. Ao contrário de uma supernova, uma estrela que está passando por nova não explode completamente; apenas sua atmosfera faz. A anã branca acaba voltando a um estado de "hibernação", sugando a matéria de seu parceiro. Nesse estado, o único traço remanescente de sua violenta erupção é uma nuvem de matéria ejetada conhecida como concha.
“Novase são frequentemente descritas como as terceiras explosões mais enérgicas do universo - primeiro sendo o Big Bang, e o segundo sendo explosões de supernovas e raios gama”, diz Jeremy Drake, um astrofísico sênior do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Antes, os pesquisadores não sabiam se as variáveis novas e cataclísmicas ocorriam no mesmo sistema, ou se alguns sistemas produziam novas enquanto outros permaneciam variáveis cataclísmicas. “O fato de podermos rastrear este novo evento em particular a partir das observações coreanas, e ver que essa estrela está passando por um comportamento cataclísmico variável normal, é uma peça faltante do quebra-cabeça que nos diz que variáveis novas e cataclísmicas são o mesmo sistema em processo cíclico. episódios ", diz Drake.
Para Shara, a revelação é ainda mais gratificante. Por 30 anos, ele tem procurado provas físicas para sua hipótese de que sistemas binários existem em um estado de evolução, como "borboletas e lagartas". Depois de olhar em um local um pouco diferente do esperado, ele finalmente encontrou - ou melhor, redescoberto - esta anã branca, sentada dentro de sua nova concha. E com as placas de vidro da DASCH - que foram usadas pelos astrônomos e computadores de Harvard para fotografar o céu por 100 anos - Shara pôde ver a mesma estrela passando por explosões de anãs (aqueles momentos de brilho bruxuleante) em 1934, 1935 e 1935. 1942
Para esta descoberta inspiradora, devemos uma dívida de gratidão aos observadores reais comissionados pelo rei Sejong da Coréia, que governou de 1418 a 1450 e construiu “um dos melhores observatórios astronômicos do mundo”, escreve Joseph Needham no The Hall of Registros Celestiais: Instrumentos Astronômicos Coreanos e Relógios . Além de construir múltiplos observatórios e instrumentos astronômicos (incluindo um relógio de água revolucionário), os astrônomos reais também fizeram observações precisas da lua, do sol e de cinco planetas para fazer previsões sobre seus movimentos futuros ao longo de 1442.
O livro em que essas observações e previsões são registradas, Chilijeongsan (Cálculos dos Sete Luminários), é “evidência da astronomia coreana em seu nível mais alto no mundo contemporâneo”, escreve o historiador Park Seong-Rae em Ciência e Tecnologia na História da Coréia: Excursões, Inovações e questões . Nem é a primeira vez que os astrônomos modernos se beneficiaram dos cálculos meticulosos dos primeiros observadores de estrelas. Povos antigos monitorando eclipses solares e lunares na Ásia e no Oriente Médio estabeleceram as bases para futuros avanços científicos, relata Maya Wei-Haas para Smithsonian.com .
Mas apesar de termos desvendado uma grande questão sobre o ciclo de vida das novas, Shara acredita que há mais a ser iluminado. “Algum desses sistemas vai para as fases mais profundas da hibernação, onde a taxa de transferência de massa se torna milhares de vezes menor, ou pode até cair para zero? Existe um momento em que as estrelas não interagem? Isso é um desconhecido ”, diz ele. Tudo o que sabemos por enquanto é que o ciclo - nova, hibernação, variável cataclísmica - se repete milhares de vezes ao longo da longa vida útil do sistema binário.
No final desse ciclo de vida, a estrela de hidrogênio canibalizada acaba perdendo o status de estrela. "Torna-se uma anã marrom, então um planeta, então o núcleo rochoso de um planeta, então é provavelmente desfiado em um cinturão de asteróides", diz Shara.
Enquanto Shara planeja continuar observando o céu em busca de mais evidências do que vem a seguir para os sistemas binários, ele suspeita que mais de seus colegas possam ir ao passado para perseguir as novas. Drake, por exemplo, parece disposto a aceitar o desafio. "Eu não sei quantos estão à espreita, mas tenho certeza de que há mais exemplos em arquivos que podem ser seguidos", diz Drake, que não era afiliado ao estudo. Ele acrescenta que, enquanto exo-planetas podem obter a maior parte da atenção do público, as variáveis novas e cataclísmicas são realmente onde a diversão está.
"A evolução estelar e a física de como as estrelas interagem e dinâmicas de explosão - elas realmente são sistemas fascinantes para explorar", diz ele.
