Comprovada menor translação em sistema binário de anãs brancas

Sistema HM Cancri já havia sido observado em 1999, mas restava provar que período orbital real descrito pelas duas estrelas era de 5,4 minutos.

taniager

09 Março 2010 | 20h31

Na foto, o sistema binário HM Cancri com as duas estrêlas anãs. (Crédito: Cortesia da University of Warwick, UK)

Na foto, o sistema binário HM Cancri com as duas estrêlas anãs. (Crédito: Cortesia da University of Warwick, UK)

O sistema binário denominado HM Cancri já havia sido observado em 1999, mas ainda restava aos astrônomos provarem que o período orbital real descrito pelas suas duas estrelas, ao redor uma da outra, era de 5,4 minutos. O feito foi conseguido por uma equipe internacional de astrônomos, incluindo o professor Tom Marsh e Danny Dr Steeghs da Universidade de Warwick. O artigo que descreve as observações da HM Cancri intitulado “Spectroscopic Evidence For a 5.4 Minute Orbital Period in HM” (Em português: Evidência Espectroscópica para um Período Orbital de 5,4 Minutos em HM Cancri) será publicado no Astrophysical Journal Letters em 10 de março de 2010.

A prova revela o sistema HM Cancri como aquele de menor período orbital conhecido. Sendo também o menor sistema binário já observado, ele mede não mais que oito vezes o diâmetro da Terra – equivalente a um quarto da distância entre a Terra e a Lua.

O sistema binário consiste em duas anãs brancas. Elas são as cinzas de estrelas, como o nosso Sol, que queimaram e contêm uma forma altamente condensada de hélio, carbono e oxigênio. As duas anãs brancas em HM Cancri estão tão próximas que a massa flui de uma estrela para a outra. Este sistema foi primeiramente observado em 1999 como uma fonte de raios-X, mostrando uma periodicidade de 5,4 minutos.  Mas durante muito tempo havia dúvidas sobre se este período observado indicava o período orbital real do sistema. Era tão curto que os astrônomos estavam relutantes em aceitar a possibilidade sem provas sólidas.


A utilização do maior telescópio do mundo, o Keck, localizado no Havaí, foi fundamental para que a equipe de astrônomos pudesse provar o período real do sistema binário agora comprovadamente de 5,4 minutos.

A equipe, liderada pelo Dr. Gijs Roelofs do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, EUA, incluindo o professor Tom Marsh e Danny Dr Steeghs da Universidade de Warwick, no Reino Unido, realizou a detecção das variações de velocidade nas linhas espectrais da luz de HM Cancri. Essas variações de velocidade são induzidas pelo efeito Doppler causado pelo movimento orbital das duas estrelas que giram em torno uma da outra. O efeito Doppler faz as linhas mudarem periodicamente do azul para o vermelho e vice-versa.

As observações de HM Cancri foram um desafio final, devido ao período extremamente curto que precisava ser resolvido e a fraqueza luminosa do sistema binário. A uma distância de cerca de 16.000 anos-luz da Terra, as binárias brilham com intensidade de no máximo um milionésimo do brilho das estrelas mais fracas visíveis a olho nu.

O professor Tom Marsh, da Universidade de Warwick, argumenta que este sistema é interessante por várias razões: tem um período extremamente curto, a massa flui de uma estrela e cai sobre o equador da outra em uma região de pequeníssima dimensão, onde libera mais do que a energia total do Sol em raios-X. Acrescenta ainda que ele pode ser também um forte emissor de ondas gravitacionais, o que facilita a detecção de tipos de sistemas como este.

Como existe uma grande dificuldade para observar este tipo de sistemas – exige telescópios de grande porte e os melhores instrumentos disponíveis hoje – o binário HM Cancri foi e ainda é um verdadeiro desafio para a compreensão da evolução estelar e binária. O Dr. Gijs Nelemans da Universidade Radboud acrescenta que “… o sistema deve ter vindo de duas estrelas normais, que de alguma forma, espiralaram juntas em dois episódios anteriores de transferência de massa, mas a física desse processo é muito pouco conhecida. O sistema também é uma grande oportunidade para a relatividade geral. Ele deve ser um dos mais profusos emissores de ondas gravitacionais. Essas distorções do espaço-tempo que nós esperamos detectar diretamente com o futuro satélite LISA, e sistema binário HM Cancri, será a pedra angular para esta missão”.

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