Este gráfico mostra a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227, à medida que a estrela mais pequena eclipsa parcialmente a maior. Para efeitos de escala, a estrela maior tem um raio 40% maior que o do Sol. O plano orbital está inclinado 53º em relação ao nosso ponto de vista.
Crédito: Larry Molnar
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O professor Larry Molnar, de Calvin College, e seus alunos, juntamente com colegas do Observatório Apache Point (Karen Kinemuchi) e da Universidade de Wyoming (Henry Kobulnicky), estão a prever uma mudança no céu noturno que será visível a olho nu. Na passada sexta-feira foi realizada uma conferência de imprensa onde Molnar partilhou como uma previsão que ele fez em 2015, da fusão de uma estrela binária no futuro próximo, está a progredir da teoria à realidade.
"A probabilidade de conseguirmos prever uma explosão é de uma num milhão," comenta Molnar acerca do seu prognóstico audacioso. "Nunca foi feito antes."
A previsão de Molnar é a de que uma estrela binária (duas estrelas que se orbitam uma à outra), que está a acompanhar, vai fundir-se e explodir em 2022, mais ano menos ano; nessa altura a estrela aumentará dez mil vezes de brilho, tornando-se por algum tempo uma das estrelas mais brilhantes do céu. A estrela será visível como parte da constelação de Cisne, e acrescentará uma estrela ao padrão estelar reconhecível do Cruzeiro do Norte.
Uma pergunta leva à exploração
A exploração da estrela conhecida como KIC 9832227, por Molnar, começou em 2013. Ele participava numa conferência de astronomia quando a sua colega e astrónoma Karen Kinemuchi apresentou o seu estudo das mudanças de brilho da estrela, que concluiu com uma questão: é pulsante ou é um binário?
Também presente na conferência, estava o então estudante de Calvin College Daniel Van Noord, assistente de pesquisa de Molnar. Ele tomou a questão como um desafio pessoal e fez algumas observações da estrela com o Observatório Calvin.
"Ele observou como a cor da estrela se correlacionava com o brilho e determinou que era definitivamente um sistema duplo," salienta Molnar. "De facto, ele descobriu que era um binário de contacto, no qual das duas estrelas partilham uma atmosfera comum, como dois amendoins que partilham uma única casca.
"A partir daí, Dan determinou um período orbital preciso a partir dos dados de Kinemuchi e do satélite Kepler (pouco menos de 11 horas) e ficou surpreso ao descobrir que o período era ligeiramente inferior ao mostrado por dados anteriores," continua Molnar.
Este resultado trouxe à mente o trabalho publicado pelo astrónomo Romuald Tylenda, que estudou os arquivos observacionais para ver como outra estrela (V1309 Scorpii) se comportou antes de explodir inesperadamente em 2008 e produzir uma nova vermelha (um tipo de explosão estelar apenas recentemente reconhecida como distinta de outros géneros). O registo de pré-explosão mostrou um binário de contacto com um período orbital decrescente e a um ritmo cada vez maior. Para Molnar, este padrão de alteração orbital foi uma "pedra de Rosetta" para interpretar os novos dados.
Fazendo uma previsão ousada
Ao observar a continuação da mudança de período em 2013 e 2014, Molnar apresentou efemérides orbitais ao longo de um espaço de tempo de 15 anos na reunião de janeiro de 2015 da Sociedade Astronómica Americana, fazendo a previsão de que KIC 9832227 poderia estar a seguir as pegadas de V1309 Scorpii. No entanto, antes de levar a hipótese demasiado a sério, seria necessário excluir outras interpretações mais mundanas da mudança de período.
Nos dois anos que se seguiram a essa reunião, Molnar e a sua equipa realizaram dois fortes testes observacionais das interpretações alternativas. Primeiro, as observações espectroscópicas descartaram a presença de uma terceira estrela companheira com um período orbital. Em segundo lugar, a velocidade de diminuição do período orbital, ao longo destes dois últimos anos, seguiu a previsão feita em 2015 e agora excede aquela observada noutros binários de contacto.
Passando da teoria à realidade
"Resumindo: nós pensamos que a nossa hipótese de fusão estelar deve ser levada a sério agora e nós deveríamos usar os próximos anos para a estudar intensamente, para que se explodir, sabermos exatamente o que levou a essa explosão," afirma Molnar.
Para esse fim, Molnar e colegas vão observar KIC 9832227 no próximo ano em toda a gama de comprimentos de onda: usando o VLA (Very Large Array), o IRTF (Infrared Telescope Facility) e o XMM-Newton para estudar a emissão da estrela dupla no rádio, no infravermelho e em raios-X, respetivamente.
"Caso a previsão de Larry esteja correta, o seu projeto demonstrará, pela primeira vez, que os astrónomos podem capturar a morte de certas estrelas binárias e que podem acompanhar os últimos anos de uma 'espiral da morte' estelar até ao ponto da explosão dramática e final," comenta Matt Walhout, decano para pesquisa e bolsas de Calvin College.
Assistindo com admiração
"O projeto é importante não só por causa dos resultados científicos, mas também porque é provável que capture a imaginação das pessoas," realça Walhout. "Se a previsão estiver certa, então pela primeira vez na história, os pais vão poder apontar para uma zona escura no céu e dizer, 'Olhem, filhos, está ali uma estrela escondida, mas em breve vai brilhar."
Molnar diz que este é o começo de uma história que se desenrolará ao longo dos próximos anos e que as pessoas de todos os níveis podem participar.
"O tempo orbital pode ser verificado por astrónomos amadores," salienta Molnar. "É incrível o equipamento que os astrónomos amadores possuem hoje em dia. Podem medir variações de brilho ao longo do tempo para esta estrela de magnitude 12, à medida que eclipsa, e ver por si mesmos se continua como previsto ou não."
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