“Estrelas como o Sol não param de brilhar”, mas esta parou

Em setembro de 2024, uma estrela localizada a cerca de 3.000 anos-luz da Terra diminuiu abruptamente para apenas um quadragésimo de seu brilho normal. Essa queda dramática persistiu até maio de 2025. A estrela, conhecida como J0705+0612, assemelha-se muito ao nosso Sol, o que tornou o evento especialmente impressionante para os astrónomos.

“Estrelas como o Sol não param de brilhar sem motivo”, diz Nadia Zakamska, professora de astrofísica na Universidade Johns Hopkins. “Eventos de escurecimento tão dramáticos como este são muito raros.”

Meses de observações capturam um evento raro

Percebendo que esta diminuição incomum poderia revelar algo importante, Zakamska e seus colegas iniciaram uma extensa campanha de observação. Eles usaram o telescópio Gemini South em Cerro Pachón, no Chile, juntamente com o telescópio de 3,5 metros do Observatório Apache Point e os Telescópios Magalhães de 6,5 metros. Seus resultados são descritos em um artigo publicado em O Jornal Astronômico.

Ao combinar novas observações com dados de arquivo em J0705+0612,⁽¹⁾ os pesquisadores concluíram que a estrela ficou brevemente escondida atrás de uma enorme nuvem de gás e poeira que se deslocava lentamente. A equipa estima que a nuvem esteja a cerca de dois mil milhões de quilómetros (1,2 mil milhões de milhas) da estrela e se estenda por cerca de 200 milhões de quilómetros (120 milhões de milhas) de diâmetro.

Um grande companheiro mantém a nuvem unida

Os dados sugerem que a nuvem não é flutuante. Em vez disso, parece estar gravitacionalmente ligado a um segundo objeto que orbita a estrela longe do seu centro. Embora a natureza exacta desta companheira permaneça incerta, deve ser suficientemente massiva para manter a nuvem intacta.

As observações indicam que o objeto tem pelo menos várias vezes a massa de Júpiter, e possivelmente muito mais. Poderia ser um planeta gigante, uma anã marrom ou uma estrela de massa extremamente baixa.

Se o objeto for uma estrela, a nuvem seria considerada um disco circunsecundário, ou seja, um disco de detritos orbitando o membro menor de um sistema de duas estrelas. Se for um planeta, a estrutura seria classificada como disco circunplanetário. Em qualquer dos cenários, ver uma estrela temporariamente bloqueada por um disco que rodeia um objeto secundário é extremamente incomum, com apenas alguns casos conhecidos.

Sondando a nuvem com um novo e poderoso instrumento

Para saber do que é feita a nuvem, a equipe recorreu ao mais novo instrumento da Gemini South, o Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST). Em março de 2025, o GHOST observou o evento de escurecimento durante pouco mais de duas horas, dividindo a luz das estrelas num espectro detalhado que revela os elementos dentro da nuvem.

“Quando comecei a observar a ocultação com espectroscopia, esperava desvendar algo sobre a composição química da nuvem, uma vez que nenhuma medição deste tipo tinha sido feita antes. Mas o resultado excedeu todas as minhas expectativas,” diz Zakamska.

Os espectros revelaram vários metais – elementos mais pesados ​​que o hélio – misturados ao gás. Ainda mais impressionante, a precisão dos dados permitiu à equipa acompanhar como o gás se movia em três dimensões. Isto marcou a primeira vez que os cientistas mediram diretamente os movimentos internos do gás dentro de um disco orbitando um objeto secundário, como um planeta ou uma estrela de baixa massa.

As medições mostram um ambiente ativo e turbulento, com ventos de metais gasosos, incluindo ferro e cálcio, fluindo através da nuvem.

“A sensibilidade do GHOST permitiu-nos não só detectar o gás nesta nuvem, mas também medir como se move”, diz Zakamska. “Isso é algo que nunca fomos capazes de fazer antes em um sistema como este.”

“Este estudo ilustra o poder considerável do mais novo instrumento de instalação do Gemini, o GHOST”, observa Chris Davis, Diretor do Programa NSF do NOIRLab, “e destaca ainda um dos grandes pontos fortes do Gemini – responder rapidamente a eventos transitórios como esta ocultação”.

Evidências apontam para um disco no sistema externo

As medições detalhadas do vento mostram que a nuvem se move independentemente da própria estrela. Combinado com a longa duração do escurecimento, isto confirma que o objeto que bloqueia a estrela é um disco que rodeia uma companheira secundária, orbitando nas regiões exteriores do sistema.

A estrela também mostra um excesso de radiação infravermelha, que está frequentemente ligada a discos de material em torno de estrelas jovens. No entanto, J0705+0612 tem mais de dois mil milhões de anos, tornando improvável que o disco seja material remanescente da formação original do sistema.

Uma possível colisão planetária

Então de onde veio o disco? Zakamska sugere que pode ter se formado após uma grande colisão entre dois planetas na parte externa do sistema. Tal impacto poderia ter expelido enormes quantidades de poeira, rocha e gás, criando a enorme nuvem agora vista à deriva em frente da estrela.

Por que esta descoberta é importante

As descobertas demonstram como novos instrumentos estão a abrir novas formas de estudar fenómenos ocultos e de curta duração em sistemas planetários distantes. O GHOST, em particular, está permitindo aos astrónomos examinar estruturas que antes eram impossíveis de sondar em detalhe.

“Este evento mostra-nos que mesmo em sistemas planetários maduros, ainda podem ocorrer colisões dramáticas e em grande escala”, diz Zakamska. “É um lembrete vívido de que o Universo está longe de ser estático – é uma história contínua de criação, destruição e transformação.”

Notas

1. Um estudo utilizando dados de arquivo de Harvard descobriu que J0705+0612 sofreu dois outros eventos de escurecimento semelhantes em 1937 e 1981, estabelecendo um período de 44 anos.

A equipe é composta por Nadia L. Zakamska (Universidade Johns Hopkins, Instituto de Estudos Avançados), Gautham A. Pallathadka (Universidade Johns Hopkins), Dmitry Bizyaev (Universidade Estadual do Novo México, Universidade Estadual de Moscou), Jaroslav Merc (Universidade Charles, Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias), James E. Owen (Imperial College London), Henrique Reggiani (Observatório Gemini/NSF NOIRLab), Kevin C. Schlaufman (Johns Hopkins University), Karolina Bąkowska (Universidade Nicolaus Copernicus em Toruń), Sławomir Bednarz (Universidade de Tecnologia da Silésia), Krzysztof Bernacki (Universidade de Tecnologia da Silésia), Agnieszka Gurgul (Universidade Nicolaus Copernicus em Toruń), Kirsten R. Hall (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian), Franz-Josef Hambsch (Associação para Astronomia, Meteorologia, Geofísica e Ciências Relacionadas, Associação Alemã para Estrelas Variáveis), Barbara Joachimczyk (Universidade Nicolaus Copernicus em Toruń), Krzysztof Kotysz (Universidade de Varsóvia, Universidade de Wrocław), Sebastian Kurowski (Universidade Jaguelônica), Alexios Liakos (Observatório Nacional de Atenas), Przemysław J. Mikołajczyk (Universidade de Varsóvia, Centro Nacional de Pesquisa Nuclear, Universidade de Wrocław), Erika Pakštienė (Universidade de Vilnius), Grzegorz Pojmański (Universidade de Varsóvia), Adam Popowicz (Universidade de Tecnologia da Silésia), Daniel E. Reichart (Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill), Łukasz Wyrzykowski (Universidade de Varsóvia, Centro Nacional de Pesquisa Nuclear), Justas Zdanavičius (Vilnius Universidade), Michał Żejmo (Universidade de Zielona Gora), Paweł Zieliński (Universidade Nicolaus Copernicus em Toruń) e Staszek Zola (Universidade Jaguelônica).

NSF NOIRLab, o centro da Fundação Nacional de Ciência dos EUA para astronomia óptica-infravermelha baseada em terra, opera o Observatório Internacional Gemini (uma instalação da NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina e KASI-República da Coreia), NSF Kitt Peak National Observatory (KPNO), NSF Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), o Community Science and Data Center (CSDC) e Observatório NSF-DOE Vera C. Rubin (em cooperação com o Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do DOE). É administrado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a NSF e está sediado em Tucson, Arizona.

A comunidade científica sente-se honrada por ter a oportunidade de realizar pesquisas astronômicas sobre I’oligam Du’ag (Kitt Peak) no Arizona, em Montanha Branca no Havaí, e em Cerro Tololo e Cerro Pachón no Chile. Reconhecemos e reconhecemos o papel cultural muito significativo e a reverência de I’oligam Du’ag para a nação Tohono O’odham, e Montanha Branca para o Pessoas reais Comunidade (nativos havaianos).