Astrônomos estão intrigados com massa e distância da Estrela Polar; entenda

A fama da Polaris, também chamada de Estrela Polar ou Estrela do Norte, não é à toa. Trata-se da estrela mais brilhante da constelação da Ursa Menor e, ao longo dos séculos, tem sido usada para nortear os navegantes - e mais recentemente como uma espécie de farol cósmico para medir distâncias em todo o universo. Mas algo estranho está acontecendo nos estudos desse astro, e ninguém sabe explicar o mistério.

Ela é uma cefeida, ou seja, um tipo de estrela gigante amarela, bem mais massiva e brilhante que o Sol e que pulsa regularmente em diâmetro e brilho. A Polaris é a cefeida mais próxima da Terra e faz parte de um sistema binário - ela tem uma “irmã” mais fraca, conhecida como Polaris B, que podemos enxergar aqui da Terra.

No entanto, de acordo com os autores de um novo artigo, "à medida que aprendemos mais, fica claro que entendemos menos" sobre a Polaris. O problema é que os astrônomos não estão concordando com os resultados das medidas de tamanho e distância dela.

Métodos diferentes, resultados incoerentes

Existem diferentes maneiras de calcular a massa, idade e distância de uma estrela como a Polaris, todas teoricamente corretas. Por exemplo, há o método do modelo de evolução estelar. Os pesquisadores podem estudar o brilho, a cor e a taxa de pulsação da estrela e usar esses dados para descobrir quão grande e brilhante ela é e em que estágio da vida ela se encontra. Depois que esses detalhes são resolvidos, fica fácil descobrir a que distância a estrela está.

Esses modelos são bastante precisos no estudo das cefeidas, porque sua taxa de pulsação está diretamente relacionada à sua luminosidade ou brilho. Por isso as cefeidas são usadas como “farol cósmico” para medir distâncias no cosmos e calcular a taxa de expansão do universo. Acontece que as outras maneiras de estudar Polaris chegam a resultados que não são coerentes com os modelos de evolução estelar.

Uma das maneiras alternativas de medir a distância da estrela está relacionada com sua companheira, a Polaris B. Os pesquisadores ainda não fizeram observações detalhadas dela, mas já conhecem bem sua órbita - ela leva cerca de 26 anos para circular a irmã maior. Com essas informações, é possível aplicar as leis da gravidade de Newton para medir as massas das duas estrelas.

Essas informações, combinadas com as novas medições do Telescópio Espacial Hubble usando o paralaxe - um método de calcular as distâncias das estrelas - levam a números muito precisos na massa e distância do Polaris. Os resultados correspondem a cerca de 3,45 vezes a massa do Sol, mais ou menos 0,75 das massas solares. Só que isso é muito menos do que o valor de massa obtido dos modelos de evolução estelar, que sugerem cerca de sete vezes a massa do Sol.

Há outras coisas estranhas nessas duas estrelas. Por exemplo, os cálculos da idade de Polaris B sugerem que ela estrela é muito mais velha que Polaris, e isso é algo bastante incomum em sistemas binários - normalmente as duas estrelas têm a mesma idade. Hilding R. Neilson e Haley Blinn, autores do novo estudo, geraram um enorme conjunto de modelos da Polaris para ver se eles poderiam conciliar todos os dados conhecidos sobre o sistema. A resposta foi “não”, não é possível conciliar.

Uma hipótese improvável

Polaris é uma estrela especialmente difícil de estudar, disse Neilson. Localizada acima do Polo Norte da Terra, fica fora do campo de visão da maioria dos telescópios. E os instrumentos que possuem o equipamento necessário para medir com precisão as propriedades da estrela são geralmente projetados para estudar estrelas muito mais fracas e distantes. Ou seja, ironicamente, Polaris é brilhante demais para os instrumentos mais poderosos.

Analisando dados de pesquisadores que parecem confiáveis, os autores chegaram a uma possível explicação: talvez a estrela principal do sistema Polaris já tenha sido duas estrelas e elas se chocaram vários milhões de anos atrás. Tal colisão binária pode rejuvenescer estrelas, porque elas puxam material extra para si e isso faz com que pareçam "simplesmente atravessar a fonte da juventude", disse Neilson. Isso explica porque a Polaris B parece mais velha.

Embora estranha, essa hipótese pode explicar também a discrepância de resultados sobre a massa e distância. É que estrelas que resultam de colisões binárias não se encaixam perfeitamente nos modelos de evolução estelar. Por isso, usar o método dos modelos não funcionaria com a Polaris. Se este for o caso, os valores de massa e distância calculados usando o método paralaxe estariam mais próximos da realidade.

De acordo com os pesquisadores, "este seria um cenário improvável, mas não impossível". Eles escreveram que "é um desafio tirar conclusões significativas além do fato de que a Polaris continua sendo um mistério duradouro, e quanto mais medimos, menos parecemos entender".

Fonte: Live Science