Cerca de 70 anos-luz da Terra, uma estrela conhecida como Kappa Tucanae A tem intrigado os astrônomos por muito tempo. Ela é cercada por poeira aquecida a mais de 1.000 graus Fahrenheit, brilhando intensamente enquanto orbita muito próximo à estrela. Sob tais condições, a poeira não deveria sobreviver. Ela deveria evaporar ou ser empurrada para longe pela radiação da estrela em um curto espaço de tempo.
Agora, pesquisadores da Universidade do Arizona acreditam ter encontrado uma peça crucial que faltava. Eles identificaram uma estrela companheira que passa repetidamente pela mesma região onde essa poeira incomumente quente permanece.
Uma Descoberta que Quebra Recordes
Os resultados foram publicados no The Astronomical Journal e liderados por Thomas Stuber, um pesquisador pós-doutoral no Observatório Steward da Universidade do Arizona. Usando o instrumento MATISSE do Observatório Europeu do Sul, a equipe alcançou a detecção de contraste mais alta de uma companheira estelar já registrada com essa tecnologia.
Essa descoberta oferece aos cientistas um raro “laboratório” natural para estudar a poeira exozodiacal quente. Este tipo de poeira se tornou um grande obstáculo na busca por planetas semelhantes à Terra ao redor de outras estrelas.
Por Que a Poeira Exozodiacal Quente É Tão Confusa
A poeira exozodiacal quente desafia ideias básicas sobre como os sistemas planetários se comportam. As partículas são incrivelmente pequenas, comparáveis à fumaça de um fogo, e elas orbitam extremamente perto de suas estrelas. O calor intenso e a radiação nessas regiões deveriam destruir a poeira quase imediatamente.
“Se vemos poeira em quantidades tão grandes, ela precisa ser reposta rapidamente, ou deve haver algum tipo de mecanismo que prolongue a vida útil da poeira,” disse Stuber.
Um Problema para Encontrar Outras Terras
A mistério se torna ainda mais importante porque a poeira quente frequentemente aparece ao redor de estrelas que os cientistas esperam que possam abrigar planetas semelhantes à Terra. O planejado Observatório de Mundos Habitáveis da NASA (HWO), que deve ser lançado na década de 2040, foi projetado para bloquear a luz das estrelas usando coronógrafos avançados, permitindo que planetas fracos sejam observados.
A poeira quente interfere nesse processo ao criar o que os pesquisadores chamam de “vazamento coronográfico” — luz dispersa que pode ocultar os sinais de mundos potencialmente habitáveis. Aprender de onde vem essa poeira e como ela se comporta será essencial para futuras missões de busca por planetas.
Uma Surpresa Revelada pela Interferometria
Para investigar o sistema mais de perto, a equipe de Stuber usou interferometria, um método que combina a luz de vários telescópios para simular um muito maior. Os pesquisadores observaram Kappa Tucanae A repetidamente entre 2022 e 2024.
A equipe internacional inicialmente planejou acompanhar as mudanças na poeira ao longo do tempo. Em vez disso, eles descobriram algo inesperado: uma estrela companheira movendo-se em uma órbita altamente alongada. Em sua aproximação mais próxima, ela chega a apenas 0,3 unidades astronômicas da estrela principal — mais perto do que qualquer planeta em nosso sistema solar se aproxima do sol.
Um Laboratório Estelar em Formação
De acordo com Stuber, essa descoberta muda a forma como os cientistas veem todo o sistema. Em vez de ser um simples mistério, Kappa Tucanae A agora serve como um ambiente complexo para estudar interações estelares extremas. A estrela companheira viaja para longe do sistema antes de mergulhar de volta na região interna cheia de poeira.
“Na verdade, não há como essa companheira não estar de alguma forma conectada à produção daquela poeira,” disse Steve Ertel, astrônomo associado do Observatório Steward e coautor do estudo. “Ela deve estar interagindo dinamicamente com a poeira.”
Décadas de Especialização Técnica
A descoberta reflete anos de liderança em interferometria no Observatório Steward. Seu Interferômetro do Grande Telescópio Binocular (LBTI), financiado pela NASA e localizado no Monte Graham, transformou o estudo da poeira exozodiacal morna, que é menos extrema do que a poeira quente vista ao redor de Kappa Tucanae A.
A estabilidade e a sensibilidade do instrumento ajudaram a estabelecer o Steward como um centro global para pesquisa de poeira exozodiacal. Esse sucesso atraiu um grande apoio da NASA, da Fundação Nacional de Ciências e de doadores privados, colocando o observatório na vanguarda da ciência exoplanetária.
Construindo a Próxima Geração de Instrumentos
Essa experiência agora está moldando a tecnologia futura. Pesquisadores do Steward estão contribuindo para um novo interferômetro nulo europeu que será 50 vezes mais sensível do que os instrumentos anteriores.
A conexão é tanto pessoal quanto técnica. Denis Defrère, que lidera o desenvolvimento do instrumento europeu, anteriormente se treinou no Observatório Steward como pesquisador pós-doutoral e ajudou a construir o LBTI.
“O Steward se estabeleceu como o líder global nesse tipo de pesquisa, que é realmente crítica para a imagem de exo-Terras,” disse Ertel, que recebeu uma concessão da NASA para estudar poeira exozodiacal usando o novo instrumento.
Novos Caminhos para Entender a Poeira Cósmica
O sistema Kappa Tucanae A abre novas oportunidades de pesquisa. Ao examinar como a estrela companheira interage com a poeira, os cientistas esperam aprender mais sobre de onde vem a poeira quente, do que é feita, qual é o tamanho das partículas e como estão distribuídas.
O trabalho pode esclarecer se campos magnéticos aprisionam partículas de poeira carregadas, como sugerido pelos pesquisadores do Steward George Rieke e András Gáspár. Também pode testar se a atividade frequente de cometas reabastece a poeira, um processo estudado pela pesquisadora do Steward Virginie Faramaz-Gorka, que também é coautora do artigo. Outros processos físicos totalmente diferentes podem também estar em jogo.
Olhando para Descobertas Futuras
As descobertas sugerem que outras estrelas com poeira quente também podem abrigar companheiras ocultas. Pesquisadores do Observatório Steward agora planejam reexaminar sistemas observados no passado, em busca de estrelas que podem ter sido negligenciadas.
À medida que o Observatório de Mundos Habitáveis da NASA se aproxima do lançamento, descobertas como esta fornecem insights essenciais sobre os ambientes que os astrônomos enfrentarão.
“Considerando que o sistema Kappa Tucanae A foi observado muitas vezes antes, não esperávamos encontrar essa estrela companheira,” disse Stuber. “Isso torna ainda mais empolgante ter agora este sistema único que abre novos caminhos para explorar a enigmática poeira exozodiacal quente.”
