Astrónomos queriam analisar como as estrelas se movem num aglomerado muito antigo relativamente próximo da Terra. No entanto, acabaram por encontrar, por acaso, uma pista inesperada sobre as estrelas mais comuns do Universo.
Ao organizarem as observações, repararam em algo invulgar: faltava um tipo específico de anãs vermelhas que, à partida, deveria estar representado.
Essa ausência poderá revelar informação valiosa sobre alterações internas que ocorrem nestas estrelas, mesmo estando tão longe.
Uma lacuna num mar de estrelas
O resultado surgiu a partir de dados recolhidos pelo telescópio espacial Euclid, da Agência Espacial Europeia, e pelo Telescópio Espacial Hubble, da NASA.
A equipa estava a observar o NGC 6397, um aglomerado globular antigo situado a cerca de 8,000 anos-luz da Terra, na constelação de Ara.
Depois de classificar as estrelas do aglomerado pela sua luminosidade e cor, os investigadores detetaram uma faixa estreita vazia no local onde deveria aparecer um determinado grupo de anãs vermelhas de baixa massa.
O trabalho foi liderado por cientistas do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, Maryland.
Segundo o grupo, é a primeira vez que esta característica é identificada no interior de um aglomerado globular.
“A descoberta foi fortuita”, afirmou a coautora do estudo Andrea Bellini. “Não estávamos à procura da lacuna, mas encontrámo-la.”
Um enigma detetado primeiro mais perto de nós
Um padrão semelhante tinha sido notado pela primeira vez em 2018, quando astrónomos analisaram dados do observatório Gaia, da Agência Espacial Europeia.
Esse estudo avaliou quase 250,000 estrelas nas proximidades, recorrendo a um diagrama de Hertzsprung–Russell - uma ferramenta fundamental que posiciona as estrelas em função do brilho e da temperatura.
Nos dados do Gaia, via-se um recorte estreito a atravessar a população de anãs vermelhas, onde surgiam relativamente poucas estrelas.
Na altura, os investigadores levantaram a hipótese de que o “desaparecimento” aparente estaria associado a transformações que ocorrem no interior de certas anãs vermelhas.
A nova deteção indica que o mesmo fenómeno também está presente numa população estelar muito mais antiga e distante.
Instabilidade no interior de uma estrela
As estrelas não estão, de facto, a desaparecer. O que acontece é que atravessam um período curto em que se tornam menos prováveis de observar em níveis específicos de luminosidade.
Os investigadores consideram que o efeito ocorre em anãs vermelhas com massas entre 0.34 e 0.36 vezes a massa do Sol.
Nessas estrelas, a acumulação de combustível no núcleo pode desencadear libertações súbitas de energia, gerando instabilidade interna.
Essas alterações no interior modificam ligeiramente o tamanho, a temperatura e o brilho. Como poucas estrelas são apanhadas exatamente durante esta transição, forma-se uma lacuna visível no gráfico utilizado pelos astrónomos.
O achado oferece uma oportunidade rara de espreitar o interior das estrelas. Em condições normais, os cientistas não conseguem observar diretamente o que se passa lá dentro.
Em vez disso, precisam de inferir esses processos a partir de medições de luz e temperatura.
Porque é que os aglomerados globulares são importantes
Os aglomerados globulares estão entre as estruturas mais antigas da Via Láctea. Reúnem centenas de milhares de estrelas concentradas numa região de espaço relativamente pequena.
Muitos formaram-se há mais de 13 mil milhões de anos, pouco depois de o próprio Universo ter surgido. Estima-se que o NGC 6397 tenha cerca de 13.4 mil milhões de anos.
“Os aglomerados globulares são os laboratórios ideais para estudar a evolução estelar e as populações estelares”, disse Massimo Griggio, do STScI, autor principal do artigo científico.
“Neste aglomerado globular, as estrelas estão basicamente à mesma distância e têm aproximadamente a mesma idade.”
Como as estrelas se formaram em conjunto, torna-se mais simples compará-las do que acontece com estrelas espalhadas por toda a galáxia.
Assim, as diferenças observadas entre elas têm maior probabilidade de refletir processos físicos reais, e não variações de idade ou de composição.
Uma nova ferramenta para medir distâncias
A descoberta poderá também ajudar a refinar uma das medições mais importantes da astronomia: a distância.
Saber quão longe está um objeto permite calcular o seu tamanho real, o seu brilho intrínseco e a sua posição na história cósmica.
No entanto, medir distâncias com grande precisão continua a ser um desafio recorrente na área.
“Como conseguimos determinar com elevadíssima precisão o brilho a que a lacuna ocorre e sabemos para que massas estelares isso acontece, podemos usar esta informação para estimar a distância do aglomerado”, explicou o coautor do estudo Russell Ryan.
Se observações futuras confirmarem este método, a lacuna das anãs vermelhas poderá tornar-se mais um marco útil para medir distâncias pela galáxia.
Tecnologia criada para o Hubble
Para detetar esta característica, foram necessárias medições extremamente precisas. No NGC 6397, as estrelas estão tão próximas umas das outras que é difícil separá-las.
A equipa recorreu a software e a técnicas de análise desenvolvidas ao longo de mais de duas décadas para o Telescópio Espacial Hubble.
Essas ferramentas permitiram identificar estrelas individuais no meio do aglomerado denso e medi-las com grande rigor.
Quando estes dados foram combinados com a visão muito mais ampla do céu fornecida pelo Euclid, o padrão de “estrelas em falta” tornou-se evidente.
“Com estas ferramentas, mostramos que conseguimos levar ao limite o Euclid e, no futuro, o Telescópio Espacial Roman, numa grande área do campo de visão”, afirmou o membro da equipa Mattia Libralato.
“Investigações adicionais com o Euclid e, no futuro, com o Roman, permitir-nos-ão, esperamos, caracterizar melhor esta característica também noutros aglomerados globulares.”
O estudo completo foi publicado na revista Astronomia & Astrofísica.
Crédito da imagem: ESA, NASA, Consórcio Euclid
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