Algumas das estrelas do universo desapareceram. Mas onde eles foram?

Close up da estrela

Será que as 'estrelas perdidas' podem ser um fenômeno completamente novo? (Crédito da imagem: Tobias Roetsch)

As estrelas não desaparecem simplesmente - ou desaparecem? Por milhares de anos, os astrônomos aceitaram a ideia de que as luzes no céu eram fixas e imutáveis. Mesmo quando ficou claro que essas luzes eram na verdade objetos físicos como o sol, uma das principais suposições dos astrofísicos foi que elas passam por grandes mudanças muito lentamente, em escalas de tempo de milhões ou bilhões de anos.

E quando as estrelas mais massivas de todas - que são muitas vezes mais pesadas que o sol - passam por mudanças repentinas e cataclísmicas ao chegarem ao fim de suas vidas, sua passagem é marcada pelo farol cósmico imperdível de um Super Nova explosão, que brilha por muitos meses e pode até ser visível por centenas de milhões de anos-luz.



Mas e se algumas estrelas de repente simplesmente sumirem de visibilidade? De acordo com tudo o que sabemos sobre estrelas, isso deveria ser impossível, mas nos últimos anos, um grupo de astrônomos decidiu ver se essas coisas impossíveis acontecem, comparando dados ao longo de décadas de observações.

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(Crédito da imagem: Futuro)

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'A VASCO é a fonte que desaparece e aparece durante um projeto de um século de observações', disse Beatriz Villarroel, do Instituto Nórdico de Física Teórica , Suécia. 'Na verdade, estamos interessados ​​em todos os tipos de objetos desaparecidos, mas o ideal é encontrar uma estrela que seja estável e esteja no céu desde que nos possamos lembrar e desde que tenhamos dados para, e um dia ele simplesmente desaparece. E você pode apontar os maiores telescópios do mundo para ele e ainda assim não ver nada lá. '

Desde que Villarroel e seus colegas começaram a trabalhar no projeto em 2017, eles atraíram muita atenção de cientistas que veem o potencial na busca de registros históricos: 'Temos astrônomos de todos os tipos de áreas diferentes interessados ​​no projeto - especialistas em ativos núcleos galácticos [a fonte de energia de quasares intensamente brilhantes no universo distante], físicos estelares e DEFINIR Cientistas [Search for Extraterrestrial Intelligence] - todos têm suas razões para se envolver. '

nebulosa de caranguejo

Estrelas enormes podem se destruir em supernovas, mas são difíceis de perder, ofuscando galáxias inteiras por vários meses e deixando para trás remanescentes superaquecidos.(Crédito da imagem: NASA, ESA)

Embora nosso entendimento atual sugira que as estrelas mudam apenas muito lentamente e que desaparecimentos dramáticos devem deixar rastros, isso não quer dizer que todas as estrelas brilham continuamente. Na verdade, o céu está repleto de estrelas variáveis ​​que pulsam e mudam de brilho. Villarroel enfatiza que a VASCO é algo diferente. 'Sabemos que existem variáveis, mas seus prazos tendem a ser de alguns anos, no máximo. Queremos encontrar algo que vá de uma estrela completamente estável a simplesmente desaparecendo completamente - isso não foi documentado e é o tipo de descoberta que pode levar a uma nova física. '

Catalogando o céu

Nos últimos anos, assistimos ao desenvolvimento de telescópios automatizados que podem catalogar todo o céu a uma taxa que as gerações anteriores de astrônomos só poderiam sonhar. Por exemplo, o Zwicky Transient Facility (ZTF) no Monte Palomar, na Califórnia, combina uma câmera de última geração com o venerável Telescópio Samuel Oschin.

Seu campo de visão ultralargo permite que ele examine todo o céu de Palomar em apenas três noites, examinando o plano da Via Láctea duas vezes por noite. Isso aumenta enormemente a probabilidade de detecção de erupções casuais conhecidas como transientes - rajadas de luz que podem ser causadas por intensas explosões estelares em estrelas distantes, mas também podem estar associadas a alguns dos eventos mais violentos e raros do universo, como misteriosos rajadas de raios gama .

No entanto, há uma grande diferença entre procurar as estrelas que aparecem e aquelas que desaparecem, como destaca Villarroel: 'Projetos como a ZTF funcionam em prazos muito curtos, mas se você tiver um evento muito raro em que algo desaparece do céu a cada 100 anos então você realmente precisa de uma escala de tempo muito longa para pegá-lo. No nosso caso, queremos encontrar uma estrela que desapareceu - ou realmente apareceu - usando o maior intervalo de tempo possível, combinada com os melhores catálogos de tempos antigos.

Estamos usando dados de 70 anos atrás e comparando-os com os dados de hoje para ver como o céu pode ter mudado. ' Talvez ironicamente, a busca da equipe por dados históricos de alta qualidade levou os pesquisadores de volta a Palomar e ao Telescópio Samuel Oschin, que na década de 1950 produziu as chapas fotográficas para um levantamento de todo o céu que desde então foi digitalizado pelo Observatório Naval dos Estados Unidos (USNO) . Para uma contraparte moderna, eles confiaram nos dados dos telescópios gêmeos do Telescópio de Levantamento Panorâmico e do Sistema de Resposta Rápida (Pan-STARRS) no Observatório Haleakalā do Havaí.

trilha de asteróide

As placas de pesquisa USNO são anteriores à Era Espacial, e as exposições são longas o suficiente para distinguir os asteróides como trilhas curtas contra estrelas.(Crédito da imagem: ESO)

“Todas essas pesquisas estão disponíveis gratuitamente e tudo foi digitalizado e está online”, disse Villarroel. 'Nossa equipe de TI em Universidade de Uppsala desenvolveu uma página de ciência cidadã onde você pode clicar e combinar imagens em ml-blink.org . Temos desenvolvedores de jogos de computador que procuraram tornar o design mais atraente e também temos uma IA em desenvolvimento.

Existem várias maneiras diferentes de abordar o problema - o que quer que nos forneça dados! A questão é que as pessoas interessadas podem ir lá para comparar as imagens, e se estiverem muito curiosas sobre algum caso podem deixar um comentário, e nós entraremos em contato para informá-las sobre seu candidato. Mas temos muito trabalho pela frente antes de podermos acompanhar tudo. '

Cada objeto no catálogo USNO que é sinalizado como não tendo uma contrapartida óbvia nos dados do Pan-STARRS deve ser examinado e confirmado pela equipe. Os pesquisadores então examinam a forma, o brilho e outras características para identificar se é um defeito nas chapas fotográficas do levantamento original.

'Você nunca pode garantir que não seja um defeito da placa', disse Villarroel. 'Mas você pode fazer alguns testes para eliminar as coisas mais óbvias. Em seguida, você vai para catálogos mais profundos como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ou o novo Dark Energy Camera Legacy Survey para ver se consegue encontrar algum vestígio do objeto neles e, dependendo do que você encontrar, isso pode lhe dar diferentes tipos de candidatos. '

A equipe também compara os candidatos com dados da Agência Espacial Europeia Gaia , que atualmente está ocupada coletando dados de precisão para mais de um bilhão de estrelas na Via Láctea.

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Observatório gaia

Os pesquisadores da VASCO usam dados do observatório espacial de Gaia, da Agência Espacial Européia, para verificar duas vezes as estrelas 'perdidas'.(Crédito da imagem: ESA)

Candidatos promissores

Até agora, a pesquisa forneceu mais de 800 estrelas aparentemente 'perdidas', muitas das quais ainda precisam ser processadas e estudadas em profundidade. E embora não haja uma combinação perfeita para o objeto ideal de Villarroel - um ato de desaparecimento de uma estrela estável e de longa duração - muitos dos candidatos que foram vistos ainda são intrigantes por si próprios.

“Encontramos uma série de transientes de curta duração que aparecem em uma imagem, mas não aparecem novamente. Eles respondem pela maior parte do que descobrimos até agora, mas há outras coisas que ainda não temos certeza do que são. Nós estudamos alguns desses transientes de curta duração, e eles não parecem ser chamas de anãs M [as enormes explosões causadas pelos campos magnéticos emaranhados de estrelas anãs vermelhas fracas que podem fazer com que elas brilhem por um fator de 100 ou mais], ou qualquer tipo de supernova. Acho que podemos começar a excluir essas opções. '

Outras opções que parecem improváveis ​​incluem estrelas variáveis ​​e variáveis ​​cataclísmicas ou novas - erupções na superfície de estrelas anãs brancas no sistemas binários . Nenhuma das fontes está perto de uma variável conhecida, e a estrela companheira em um sistema nova deve ser vagamente visível em algumas das pesquisas modernas, mesmo quando a anã branca não é.

gigante vermelha se tornando anã branca

Estrelas gigantes vermelhas que envelhecem podem 'desaparecer' à medida que se desprendem de suas camadas externas e evoluem para anãs brancas, mas o processo leva centenas de milhares de anos e produz uma nebulosa planetária distinta.(Crédito da imagem: NASA, ESA)

'Uma possibilidade é que eles possam ser algum tipo de brilho óptico de rajadas de raios gama ou rajadas rápidas de rádio', disse Villarroel. As fontes dessas erupções cósmicas de alta energia ainda são pouco conhecidas, mas uma previsão comum é que, à medida que sua produção de energia diminui, elas devem passar por um breve período de visibilidade.

“Prevê-se que tais explosões tenham amplitudes supergrandes de cerca de oito a dez magnitudes, mas desaparecem em apenas alguns minutos e não parecem ter qualquer tipo de contrapartida visível quando olhamos para os locais com grandes telescópios. Claro, com 800 candidatos ainda temos muito trabalho a fazer e acho que para ficar claro é quase certo que é uma mistura de objetos de diferentes tipos ', disse ela.

Se esses 800 candidatos revelassem conter uma estrela desaparecida ideal, qual seria a explicação possível?

Uma opção pode acabar sendo um assim chamado supernova 'falhada' - uma estrela verdadeiramente monstruosa com um núcleo tão grande que colapsa em um buraco negro e consome o resto da estrela de dentro para fora, cortando a torrente de fusão nuclear que normalmente acompanha uma explosão de supernova e não deixando nenhum vestígio visível para trás.

Buraco negro no centro da estrela

Os buracos negros podem se formar no centro das estrelas da Via Láctea.(Crédito da imagem: Getty Images)

No entanto, Villarroel pensa que as probabilidades estão contra esta explicação - ela calcula que tais eventos devam acontecer uma vez a cada três séculos em nossa galáxia, tornando improvável que o projeto VASCO tropece em um por acaso.

No momento, é difícil imaginar outros processos naturais que possam resultar no simples desaparecimento de uma estrela - e até que um candidato surja com características que possam ser estudadas, não faz sentido especular sobre uma possível nova física que possa estar envolvida neste ato cósmico de desaparecimento. No entanto, isso levanta outra possibilidade que inspirou a VASCO desde o início: a ideia de que eventos astronômicos aparentemente impossíveis podem revelar a existência de civilizações alienígenas avançadas.

Possíveis descobertas futuras

Observatório Haleakalā

Os telescópios de pesquisa Pan-STARRS no Observatório Haleakalā na ilha havaiana de Maui.(Crédito da imagem: Getty Images)

À medida que os aumentos no tamanho e na sensibilidade do telescópio, juntamente com o poder da computação, trouxeram a astronomia para sua era de 'big data', muitos cientistas do SETI argumentaram que somos mais propensos a detectar a presença de alienígenas por meio do comportamento inexplicável de estrelas e outros objetos do que por sinais de rádio deliberada ou acidentalmente transmitidos em nossa direção por vida alienígena.

A teoria é que, se as civilizações se tornarem suficientemente avançadas, pelo menos algumas delas provavelmente desenvolverão a tecnologia necessária para a engenharia estelar, que alteraria a aparência das estrelas de maneiras inexplicáveis. Um exemplo clássico disso é o ' Esfera de Dyson '- um halo de usinas orbitando que seria a forma mais eficiente de extrair energia de uma estrela.

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Nave alienígena

Uma civilização alienígena realmente avançada pode fazer com que as estrelas desapareçam de várias maneiras - talvez bloqueando sua luz ao envolvê-las com esferas de Dyson.(Crédito da imagem: Alamy)

O autor de ficção científica Arthur C. Clarke afirmou em sua Terceira Lei que 'qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia'. Se nenhuma causa natural para um desaparecimento estelar pudesse ser encontrada, então a influência de extraterrestres inteligentes certamente pareceria uma explicação mais provável do que o sobrenatural.

'Com relação ao SETI, existem várias maneiras diferentes de pensar sobre isso', disse Villarroel. 'Esferas de Dyson e outras estruturas, faróis que são ligados e desligados, ou apontam em nossa direção por um certo tempo, ou talvez haja maneiras de uma civilização realmente se livrar das estrelas que estão no caminho.'

Mesmo os transientes vermelhos que a equipe identificou até agora podem ter uma possível causa artificial: 'Claro, as primeiras hipóteses que buscamos são naturais - e não temos nenhuma razão para excluí-las ainda - mas se eu estivesse em meu modo de especulação extraterrestre, acho que um Raio Laser também pode produzir um transiente vermelho desse tipo. '

Luz brilhante da nave estelar

Uma possibilidade extraordinária é que as 'estrelas' que estão desaparecendo são, na verdade, enormes naves estelares se movendo pelo espaço, caso em que podem não estar perdidas, mas em movimento.(Crédito da imagem: Getty Images)

Enquanto Villarroel sugere descobertas empolgantes que já emergiram dos dados e aguardam publicação formal, enquanto isso, o projeto VASCO continua. Muitos dos candidatos identificados até agora ainda aguardam a confirmação e análise adequadas, e apenas um quarto do céu foi realmente verificado até agora. O progresso futuro será acelerado por mais cientistas cidadãos voluntários e novos métodos de automação atualmente sendo desenvolvidos em colaboração com o Observatório Virtual Espanhol .

“Não conhecemos nenhum processo em que uma estrela simplesmente desapareça, exceto por essa hipotética supernova fracassada”, reflete Villarroel. 'Portanto, estrelas desaparecidas tornam-se interessantes porque não observamos tais coisas na natureza. O princípio principal era procurar coisas que consideraríamos impossíveis. '