Astrônomos descobriram uma estrela que desafia explicações.

A luz emitida pelas estrelas funciona como um “laboratório” à distância: ao analisá-la, os astrónomos conseguem inferir temperatura, composição química, idade e até em que fase de evolução o astro se encontra.

Só que a gigante vermelha que acompanha o sistema de buraco negro Gaia BH2, identificado em 2023, parece contar duas histórias incompatíveis - e a contradição só se resolve quando se leva em conta um passado de violência estelar.

A química antiga que aponta para uma estrela muito velha

A atmosfera dessa estrela está carregada de elementos alfa (assinaturas químicas típicas de estrelas formadas quando o Universo ainda era jovem). Considerando apenas essa composição, ela deveria ter cerca de 10 mil milhões de anos.

Em geral, um enriquecimento em elementos alfa é associado a ambientes que foram rapidamente “sementados” por supernovas de curta duração, deixando um rasto químico característico em estrelas muito antigas.

A idade jovem revelada pela asterossismologia (Gaia BH2)

Apesar do “perfil” químico antigo, a equipa de astrónomos da Universidade do Havai mediu as vibrações que se propagam no interior do astro com o satélite TESS, da NASA, e chegou a um resultado surpreendente: a estrela tem apenas cerca de 5 mil milhões de anos.

“Estrelas jovens ricas em elementos alfa são bastante raras e intrigantes. A combinação de juventude com química antiga indica que esta estrela não evoluiu isoladamente”, afirmou Daniel Hey, autor principal do estudo publicado no The Astrophysical Journal.

A técnica usada, chamada asterossismologia, é análoga à sismologia na Terra. Assim como as ondas sísmicas de um terramoto ajudam a desvendar a estrutura interna do nosso planeta, os “sismos estelares” - oscilações que fazem o brilho da estrela tremeluzir de forma subtil - revelam o que acontece abaixo da superfície. Com essas vibrações, o grupo conseguiu estimar propriedades do núcleo com precisão notável.

Rotação rápida demais: a pista de um passado turbulento

Outro indício reforça que algo fora do comum aconteceu: observações com telescópios em terra mostram que a estrela completa uma rotação a cada 398 dias, um ritmo muito mais rápido do que o esperado para uma gigante vermelha isolada com essa idade.

À medida que envelhecem, as estrelas tendem a perder momento angular e a rodar mais lentamente. Neste caso, os dados indicam que algum processo “acelerou” a estrela.

A explicação mais plausível é dramática: ela pode ter fundido com outra estrela ou ter absorvido grandes quantidades de material quando o buraco negro se formou a partir da companheira anterior. Qualquer um desses cenários acrescentaria massa extra (ajudando a explicar a química incomum) e também aumentaria o momento angular, elevando a rotação.

Em sistemas binários, esse tipo de troca é especialmente eficiente: quando uma estrela expande e começa a perder camadas externas, parte desse material pode ser capturada pela companheira. Se houver instabilidade, a interação pode culminar numa fusão, reconfigurando completamente a “identidade” aparente do astro sobrevivente.

O que é um “buraco negro adormecido” e como o Gaia os encontra

O Gaia BH2 é classificado como um sistema de buraco negro adormecido. Isso significa que o buraco negro não está, no momento, a engolir matéria da companheira de forma intensa; por isso, não emite raios X como fazem os sistemas mais ativos.

Esses objetos só começaram a ser encontrados recentemente graças às medições extremamente precisas do movimento estelar realizadas pela missão Gaia, da Agência Espacial Europeia. Mesmo invisível, o buraco negro denuncia a sua presença: a estrela companheira apresenta um leve “bamboleio” ao orbitar o objeto massivo.

Esses sistemas silenciosos são valiosos porque funcionam como cápsulas do tempo. Ao contrário de buracos negros alimentando-se ativamente - onde a radiação e a dinâmica do disco podem mascarar ou “apagar” pistas -, um buraco negro adormecido pode preservar, na estrela companheira, sinais mais limpos de eventos antigos como colisões e episódios de transferência de massa.

Gaia BH3 e o desafio às teorias de estrelas muito pobres em metais

A equipa também analisou o Gaia BH3, outro buraco negro adormecido com uma companheira ainda mais estranha. A teoria previa oscilações claras, mas nenhuma foi detectada. Isso sugere que os modelos atuais para estrelas extremamente pobres em metais talvez precisem de revisão.

O que vem a seguir com o TESS

Observações futuras do TESS devem fornecer séries temporais mais longas, o que pode fortalecer a hipótese de fusão e esclarecer se outras companheiras de buracos negros adormecidos guardam marcas de passados igualmente violentos.

No conjunto, esses sistemas discretos, escondidos pela galáxia, podem conservar evidências de colisões estelares que buracos negros mais ativos provavelmente teriam apagado há muito tempo.

Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o texto original.