Pode parecer que o Sol está parado enquanto os planetas na sua órbita se movem, mas na verdade o Sol orbita em torno da Via Láctea a uma velocidade impressionante de cerca de 220 quilómetros por segundo – quase meio milhão de milhas por hora. Por mais rápido que possa parecer, quando uma tênue estrela vermelha foi descoberta a cruzar o céu a um ritmo visivelmente rápido, os cientistas repararam.

Graças aos esforços de um projeto de ciência cidadã chamado Backyard Worlds: Planet 9 e de uma equipe de astrônomos de todo o país, uma rara estrela subanã L de hipervelocidade foi encontrada correndo pela Via Láctea. O mais notável é que esta estrela pode estar numa trajetória que a faz abandonar completamente a Via Láctea. A pesquisa, liderada pelo professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em San Diego, Adam Burgasser, foi apresentada em uma conferência de imprensa durante o 244º encontro nacional da Sociedade Astronômica Americana (AAS) em Madison, Wisconsin.

A estrela, encantadoramente chamada CWISE J124909+362116.0 ("J1249+36"), foi notada pela primeira vez por alguns dos mais de 80.000 voluntários da ciência cidadã que participam do projeto Backyard Worlds: Planet 9, que vasculham enormes quantidades de dados coletados no passado. 14 anos pela missão Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA. Este projeto capitaliza a grande capacidade dos humanos, que são programados evolutivamente para procurar padrões e detectar anomalias de uma forma incomparável pela tecnologia informática. Os voluntários marcam objetos em movimento em arquivos de dados e quando um número suficiente de voluntários marca o mesmo objeto, os astrônomos investigam.

O J1249+36 destacou-se imediatamente pela velocidade com que se move no céu, inicialmente estimada em cerca de 600 quilômetros por segundo (1,3 milhões de milhas por hora). A esta velocidade, a estrela é rápida o suficiente para escapar da gravidade da Via Láctea, tornando-a uma estrela potencial de “hipervelocidade”.

Para compreender melhor a natureza deste objeto, Burgasser recorreu ao Observatório WM Keck em Mauna Kea, no Havai, para medir o seu espectro infravermelho. Estes dados revelaram que o objeto era uma rara subanã L – uma classe de estrelas com massa e temperatura muito baixas. As subanãs representam as estrelas mais antigas da Via Láctea.

A compreensão da composição do J1249 + 36 foi possível graças a um novo conjunto de modelos de atmosfera criados pelo ex-aluno da UC San Diego, Roman Gerasimov, que trabalhou com o estudioso do UC LEADS, Efrain Alvarado III, para gerar modelos especificamente ajustados para estudar subanãs L.

“Foi emocionante ver que os nossos modelos foram capazes de corresponder com precisão ao espectro observado”, disse Alvarado, que apresenta o seu trabalho de modelação na reunião da AAS.

Os dados espectrais, juntamente com dados de imagens de vários telescópios terrestres , permitiram à equipa medir com precisão a posição e velocidade do J1249+36 no espaço, e assim prever a sua órbita através da Via Láctea.

"Foi aqui que a fonte se tornou muito interessante, pois a sua velocidade e trajetória mostraram que se movia suficientemente rápido para potencialmente escapar da Via Láctea," afirmou Burgasser.

Os investigadores concentraram-se em dois cenários possíveis para explicar a trajetória incomum do J1249+36. No primeiro cenário, J1249+36 era originalmente a companheira de baixa massa de uma anã branca. As anãs brancas são os núcleos remanescentes de estrelas que esgotaram o seu combustível nuclear e desapareceram. Quando uma companheira estelar está numa órbita muito próxima de uma anã branca, pode transferir massa, resultando em explosões periódicas chamadas novas. Se a anã branca acumular muita massa, ela pode entrar em colapso e explodir como uma supernova.

"Neste tipo de supernova, a anã branca é completamente destruída, por isso a sua companheira é libertada e voa à velocidade orbital em que se movia originalmente, além de um pequeno impulso da explosão da supernova," disse Burgasser. "Os nossos cálculos mostram que este cenário funciona. No entanto, a anã branca já não existe, e os restos da explosão, que provavelmente aconteceu há vários milhões de anos, já se dissiparam, por isso não temos provas definitivas de que esta seja a sua origem. origem."

No segundo cenário, J1249+36 era originalmente membro de um aglomerado globular, um aglomerado de estrelas fortemente unido, imediatamente reconhecível pela sua forma esférica distinta. Prevê-se que os centros destes aglomerados contenham buracos negros com uma ampla gama de massas. Esses buracos negros também podem formar binários, e esses sistemas acabam sendo grandes catapultas para qualquer estrela que passe muito perto deles.

"Quando uma estrela encontra um buraco negro binário, a dinâmica complexa desta interação de três corpos pode expulsar essa estrela do aglomerado globular," explicou Kyle Kremer, professor assistente no Departamento de Astronomia e Astrofísica da UC San Diego. Kremer realizou uma série de simulações e descobriu que, em raras ocasiões, este tipo de interações pode expulsar uma subanã de baixa massa de um aglomerado globular e seguir uma trajetória semelhante à observada para J1249+36.

“Isso demonstra uma prova de conceito”, disse Kremer, “mas não sabemos realmente de que aglomerado globular esta estrela vem”. Traçar J1249+36 de volta no tempo o coloca em uma parte muito movimentada do céu que pode esconder aglomerados não descobertos.

Para determinar se algum destes cenários, ou algum outro mecanismo, pode explicar a trajetória do J1249+36, Burgasser disse que a equipa espera observar mais de perto a sua composição elementar. Por exemplo, quando uma anã branca explode, cria elementos pesados que poderiam ter “poluido” a atmosfera de J1249+36 enquanto ela escapava. As estrelas em aglomerados globulares e galáxias satélites da Via Láctea também apresentam padrões de abundância distintos que podem revelar a origem de J1249+36.

"Estamos essencialmente à procura de uma impressão digital química que identifique de que sistema esta estrela provém," disse Gerasimov, cujo trabalho de modelação lhe permitiu medir a abundância de elementos de estrelas frias em vários aglomerados globulares, trabalho que ele também está apresentando no Reunião da AAS.

Quer a rápida viagem de J1249+36 se deva a uma supernova, a um encontro casual com um buraco negro binário ou a algum outro cenário, a sua descoberta proporciona uma nova oportunidade para os astrônomos aprenderem mais sobre a história e a dinâmica da Via Láctea.