Quatro anãs brancas, os núcleos queimados deixados quando estrelas semelhantes ao Sol morrem, foram confirmadas diretamente pela primeira vez na vizinhança imediata do Sol, cada uma delas perdida no brilho de uma anã vermelha que orbita. Todos os quatro estão dentro de 20 parsecs, cerca de 65 anos-luz, e foram necessárias observações ultravioleta do Telescópio Espacial Hubble para separar cada tênue remanescente da estrela mais brilhante que o abafava. Uma equipe liderada pela Universidade de Warwick e pela Universidade do Colorado Boulder relatou as detecções em um estudo publicado em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Uma das quatro é a nona anã branca mais próxima do Sol.
O fato de um remanescente estelar tão próximo poder permanecer sem confirmação por tanto tempo diz menos sobre os telescópios do que sobre a eficácia com que uma companheira brilhante mascara uma companheira fraca. Nas imagens ópticas comuns, todos os quatro sistemas pareciam estrelas únicas.
Por que a oscilação não foi suficiente
Uma anã branca é pequena, aproximadamente do tamanho da Terra, e depois de esfriar por alguns bilhões de anos ela fica fraca. Coloque um deles numa órbita estreita com uma anã vermelha, que é maior e mais brilhante nos comprimentos de onda visíveis que as nossas pesquisas favorecem, e o remanescente desaparece na luz do seu parceiro. A única pista exterior é gravitacional: cada uma destas quatro estrelas mostra uma oscilação radial, o pequeno movimento de vaivém que denuncia uma massa invisível que a puxa. A oscilação indicava que uma companheira pesada estava presente e, pelos números, que provavelmente era uma anã branca, mas não conseguia mostrar o remanescente diretamente.
A maneira de ver o remanescente é mudar o comprimento de onda. As anãs brancas, mesmo as frias, emitem relativamente mais luz ultravioleta do que as anãs vermelhas, portanto um excesso de UV pode sinalizar uma companheira oculta. As anãs vermelhas complicam isso, porque elas brilham, e uma explosão emite luz ultravioleta que pode imitar uma anã branca. Então a equipe tomou uma decisão real espectro ultravioleta com Hubble em vez de uma única leitura de brilho, usou o observatório Swift para confirmar que nenhum dos sistemas foi capturado no meio da explosão e aplicou calibração personalizada para extrair o sinal da anã branca do ruído da anã vermelha.
“Anãs brancas isoladas próximas são geralmente fáceis de encontrar, mas não conseguimos ver estas quatro estrelas diretamente em comprimentos de onda visíveis porque as suas companheiras anãs vermelhas estavam a abafar a sua luz,” disse a primeira autora Mairi O’Brien de Warwick. “É um lembrete de que mesmo na nossa vizinhança cósmica, ainda podemos encontrar surpresas se olharmos da maneira certa, nos comprimentos de onda certos.”
Aquele que levou vinte e sete anos
O destaque entre os quatro é um sistema chamado G 203-47, a cerca de 25 anos-luz de distância. Foi sinalizada pela primeira vez como binária na década de 1990, e a localização da anã branca dentro dela levou 27 anos desde a detecção inicial. Essa confirmação torna-a a nona anã branca mais próxima do Sol, um membro do censo local que os registos apontaram sem comprovação.
G 203-47 também se comporta de maneira estranha. A sua anã vermelha gira uma vez a cada cem dias ou mais, enquanto as duas estrelas circulam uma à outra a cada 14,9 dias. Na maioria dos binários restritos, a gravidade há muito tempo forçou o par a entrar em sincronia, da mesma forma que a Lua mantém uma face voltada para a Terra, de modo que a estrela visível deveria estar girando muito mais rápido do que realmente é. Em vez disso, ele gira muito lentamente para ser travado de forma maré.
Essa incompatibilidade é uma pista de como o par se formou. Estes sistemas são o que os astrónomos chamam de binários de envelope pós-comuns, produzidos quando a estrela moribunda inchou e envolveu brevemente a sua companheira numa mortalha partilhada de gás antes de colapsar numa anã branca. “O que é fascinante é que o G 203-47 não deveria rodar tão lentamente se se formasse da mesma forma que sistemas semelhantes”, disse o co-autor David Wilson, do Colorado Boulder. Alguns destes binários, observou ele, passaram por interacções violentas e prolongadas que os uniram fortemente, enquanto o G 203-47 parece ter tido um encontro mais suave e breve que o deixou fora de compasso.
Em que se baseiam as quatro detecções
Três das quatro medições são mais suaves do que o título sugere, e o jornal diz isso claramente. Apenas o G 203-47 foi capturado com um espectro ultravioleta limpo e bem calibrado. Para os outros três, GJ 207.1, LHS 1817 e Wolf 1130, os dados disponíveis são mais ruidosos, por isso a equipa reporta as temperaturas das anãs brancas como estimativas em vez de números estabelecidos. Em todo o conjunto, essas temperaturas ficam entre aproximadamente 5.300 e 6.300 Kelvin, frias como as anãs brancas.
O que “encontrado” significa aqui também merece cuidado. Estas não eram estrelas desconhecidas arrancadas do nada; a sua existência foi inferida a partir da oscilação durante anos, e o novo resultado é o primeiro olhar direto para a própria luz da anã branca, que é o que transforma uma forte suspeita num vizinho confirmado. A equipe até descobriu o quão fria uma anã branca poderia ser e ainda assim escapar desse método, e concluiu que os remanescentes mais tênues em pares próximos poderiam permanecer invisíveis mesmo para um espectro UV de alta qualidade.
Os números do censo trazem a mesma cautela. Com os quatro sistemas integrados, a contagem de anãs brancas dentro de 20 parsecs sobe para 153, e a densidade espacial local das anãs brancas sobe cerca de 16 por cento acima de uma estimativa anterior, uma mudança impulsionada principalmente por dois destes pares recentemente fixados, além de um tratamento revisto de outros candidatos remanescentes. Os pesquisadores são explícitos que o número é um limite inferior, uma vez que quase certamente permanecem mais pares ocultos.
Um censo ainda faltando peças
A razão para esperar mais é simples. Apenas cerca de 30 por cento das anãs vermelhas dentro de 20 parsecs foram cuidadosamente verificadas quanto à oscilação reveladora, de modo que a maioria das anãs vermelhas locais nunca foram examinadas em busca de uma companheira enterrada. Modelos populacionais que simulam como as estrelas binárias evoluem previram quatro a cinco desses pares próximos de anãs brancas e anãs vermelhas no volume, e a equipe encontrou quatro, uma correspondência que sugere que os modelos estão rastreando a realidade e não a sorte.
“Pensamos que poderá haver até 9 ou 10 sistemas binários adicionais no nosso ambiente estelar local que ainda não encontrámos,” disse Pier-Emmanuel Tremblay, de Warwick, que acrescentou que uma observação mais direccionada de anãs vermelhas poderá revelar mais deles. A próxima divulgação de dados da Gaia, a missão europeia de mapeamento estelar, fornecerá movimentos precisos para as anãs vermelhas locais e é o local mais provável onde os pares desaparecidos se manifestarão pela primeira vez.
Por enquanto, a contagem num raio de 65 anos-luz é quatro vezes maior do que antes, e G 203-47 tem uma identidade estabelecida que lhe faltou durante 27 anos: a nona anã branca mais próxima do Sol, uma estrela morta medida finalmente na única faixa de luz que a sua vizinha não conseguia cobrir.
