Uma equipe de astrônomos americanos observou um par binário de anãs brancas onde uma estrela está ativamente devorando material da outra. Liderados por Emma Chickles, do MIT, os pesquisadores revelaram uma das visões mais nítidas até agora de como binárias de anãs brancas ultracompactas trocam massa em períodos orbitais extremos — oferecendo um alvo potencial atraente para futuras gerações de detectores de ondas gravitacionais. A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal .

Sistemas estelares binários frequentemente apresentam processos dramáticos e violentos, nos quais uma estrela deforma e até mesmo absorve material de sua companheira. Contudo, em sistemas onde as estrelas orbitam extremamente próximas umas das outras, os astrônomos ainda não têm certeza de quão extremas essas transferências de massa podem ser.

Durante décadas, questões em aberto têm cercado os sistemas binários compactos que contêm anãs brancas: núcleos quentes e brilhantes de tamanho semelhante ao da Terra, mas que retêm massas similares às de estrelas vivas. Esses são os remanescentes deixados quando estrelas semelhantes ao Sol esgotam seu combustível nuclear e perdem completamente suas camadas externas.

"Mesmo esses núcleos esgotados podem ser despedaçados sob as condições certas", explica Chickles. "Como isso realmente acontece em órbitas com menos de 10 minutos ainda é em grande parte desconhecido, e cada sistema binário de transferência de massa que observamos nesses períodos extremos é diferente do anterior."

Para lançar nova luz sobre esse mistério, a equipe de Chickles analisou milhões de imagens de estrelas binárias, fotografadas repetidamente ao longo da última década por diversos levantamentos estelares. Por meio de uma abordagem algorítmica exaustiva , eles conseguiram capturar mínimas variações de brilho que haviam escapado a estudos anteriores. Isso sugeriu a possibilidade de transferência de massa de objetos brilhantes tão pequenos quanto anãs brancas isoladas.

Essa análise cuidadosa revelou um candidato particularmente promissor, descoberto pelo levantamento ATLAS. Denominado ATLAS J1013?4516, esse sistema contém um par binário de anãs brancas que orbitam uma à outra em pouco mais de 8,5 minutos.

Enquanto essa dança gravitacional acontece, uma estrela está sendo ativamente despedaçada pela outra. Nesse processo, ela suga material de uma companheira binária com uma densidade interna cerca de 250 vezes maior que a do chumbo e o transfere para a estrela, formando um disco de acreção compacto e superaquecido, com tamanho comparável ao de Saturno e aquecido a temperaturas muito superiores às encontradas na superfície do Sol.

"Como o sistema ocorre em eclipses fora da nossa linha de visão, literalmente observamos uma estrela deslizar na frente da outra a cada órbita, o que nos permite pesar e medir o par com uma precisão quase impossível de se obter para objetos tão exóticos", explica Chickles.

Ao observar esse sistema teatral com mais detalhes, Chickles e seus colegas finalmente conseguiram capturar um processo que, apesar de ter se mostrado tão difícil de desvendar até agora, provavelmente está disseminado por todo o universo.

Por sua vez, seus resultados poderão lançar bases importantes para futuras observações do LISA — o futuro equivalente espacial do interferômetro LIGO, que já observou centenas de ondas gravitacionais emanando de pares binários de buracos negros e estrelas de nêutrons.

Com lançamento previsto para a década de 2030, o LISA será capaz de detectar ondas gravitacionais com detalhes sem precedentes, podendo ser sensível o suficiente para capturar as ondulações no espaço-tempo criadas por objetos em órbita tão pequenos quanto anãs brancas.

"O sistema está na lista restrita de binários que o LISA deveria detectar diretamente", explica Chickles. "E se já encontramos um tão extremo quanto este, é provável que muitos outros estejam arquivados em nossos arquivos; só precisamos de métodos melhores para procurá-los."