Fusão estelar em HD 148937 criou a nebulosa Ovo do Dragão

Um mistério cósmico acaba de ser resolvido com uma explicação violenta.

O par de estrelas conhecido como HD 148937 não tem o aspeto que seria de esperar porque, em tempos, o sistema tinha três estrelas. Um novo estudo concluiu que duas das estrelas originais se fundiram, dando origem não só à bela nebulosa Ovo do Dragão, que envolve o sistema, mas também a duas estrelas diferentes entre si, ligadas por uma dança gravitacional.

«Quando estava a ler sobre o contexto, fiquei impressionada com o quão especial este sistema parecia», afirma a astrónoma Abigail Frost, da KU Leuven, na Bélgica, e do Observatório Europeu do Sul, no Chile.

«Uma nebulosa em redor de duas estrelas massivas é uma raridade e isso fez-nos mesmo sentir que algo interessante tinha de ter acontecido neste sistema. Ao analisarmos os dados, tornou-se ainda mais interessante.»

As estrelas de HD 148937

Situado a cerca de 3 800 anos-luz da Terra, o sistema é composto por duas estrelas massivas que orbitam uma em torno da outra num período de 26 anos. Uma tem 29,9 vezes a massa do Sol e a outra 26,6 vezes. Segundo a teoria, ambas são suficientemente grandes para formar um buraco negro quando morrerem.

A maior das duas apresenta uma característica particularmente curiosa: estudos anteriores indicam que tem um campo magnético. Isso é muito invulgar, pois estrelas com mais de cerca de sete vezes a massa do Sol geralmente não têm esse campo. Ao contrário das estrelas mais pequenas, parecem não possuir os interiores convectivos necessários para o manter.

Foi essa característica que despertou o interesse de Frost e da sua equipa. Os investigadores analisaram nove anos de dados de observação do sistema, recolhidos com o Telescópio Muito Grande do Observatório Europeu do Sul, além de dados de arquivo do telescópio MPG/ESO de 2,2 metros. Com essa informação, conseguiram caracterizar em pormenor as estrelas e a sua órbita.

Uma análise mais atenta revelou outra estranheza. Num sistema binário deste tipo, duas estrelas massivas deveriam ter aproximadamente a mesma idade, por se terem formado na mesma região de formação estelar e sensivelmente na mesma altura.

No entanto, ao estudarem a composição química das estrelas, cujo perfil ajuda a determinar a sua idade, os investigadores descobriram que a maior parece ter cerca de 2,7 milhões de anos, enquanto a mais pequena tem pelo menos 4,1 milhões de anos. Trata-se de uma diferença de idade considerável.

A nebulosa Ovo do Dragão e os indícios de uma fusão

Há ainda a nebulosa, cuja idade é estimada em cerca de 7 500 anos. A sua simples presença já é invulgar: nebulosas deste género são normalmente expelidas por estrelas moribundas, mas as duas estrelas no seu centro estão ainda no auge da vida.

A nebulosa contém também grandes quantidades de azoto, carbono e oxigénio. Estes elementos costumam ficar retidos no interior das estrelas, em vez de se espalharem pelo espaço à sua volta.

Uma explicação proposta para a existência de estrelas massivas magnéticas é a fusão de duas estrelas mais pequenas. Um acontecimento desse tipo também poderia libertar matéria do interior das estrelas para o espaço circundante. Em conjunto, os indícios sugerem que foi precisamente uma fusão que ocorreu em HD 148937.

«Pensamos que este sistema tinha originalmente pelo menos três estrelas; duas delas teriam de estar próximas uma da outra num dado ponto da órbita, enquanto outra estrela se encontrava muito mais distante», diz o astrónomo Hugues Sana, da KU Leuven.

«As duas estrelas interiores fundiram-se de forma violenta, criando uma estrela magnética e expelindo alguma matéria, que deu origem à nebulosa. A estrela mais distante formou uma nova órbita com a estrela recém-fundida, agora magnética, criando o sistema binário que vemos hoje no centro da nebulosa.»

O campo magnético da estrela massiva

Assim, HD 148937 constituiria a primeira prova convincente de que as fusões estelares dão efetivamente origem aos campos magnéticos que por vezes se observam em torno de estrelas massivas. A frequência prevista para estas fusões é compatível com a percentagem de estrelas massivas observadas que possuem campos magnéticos.

Pensa-se também que esses campos magnéticos são muito efémeros à escala cósmica. Isso aponta para uma fusão relativamente recente, em consonância com a idade estimada da nebulosa Ovo do Dragão.

O estudo da equipa foi publicado na revista Science.