Estrela hiperveloz pode estar a caminho de escapar da Via Láctea

Em seu tempo livre, Tom Bickle, um estudante de astronomia em Southampton, Inglaterra, gosta de ouvir heavy metal enquanto examina sequências temporais do céu noturno, procurando por vestígios de um nono planeta hipotético e outros objetos escondidos nos arredores de nosso Sistema Solar.

Foi em uma dessas ocasiões que ele se deparou com algo estranho: uma mancha fraca se movendo pela tela do seu computador.

"Eu soube imediatamente que era algo incomum", disse Bickle.

Astrônomos profissionais investigaram a observação. O objeto é ou uma estrela de baixa massa ou um objeto conhecido como anã marrom e está se movendo pelo espaço a 447 km por segundo. A essa velocidade, ele poderia estar viajando rápido o suficiente para escapar das garras gravitacionais da Via Láctea.

"Foi exatamente quando esse número foi divulgado que percebemos que tínhamos algo espetacular", disse o físico Adam Burgasser, da Universidade da Califórnia, San Diego, que liderou um estudo da observação publicado neste mês no The Astrophysical Journal Letters. "Estávamos muito animados."

A descoberta tem o potencial de lançar luz sobre as estrelas mais antigas —e algumas das mais rápidas— em nossa galáxia, conhecidas como estrelas do halo.

"Uma das maneiras de encontrarmos estrelas antigas é sabendo que elas estão se movendo em órbitas muito estranhas", disse Burgasser. A maioria das estrelas nas proximidades do nosso Sol orbita ao redor do disco da Via Láctea em um círculo. Mas as estrelas do halo frequentemente têm trajetórias ovais, ou inclinadas para longe do plano galáctico.

Isso ocorre porque provavelmente se formaram antes que a Via Láctea se estabelecesse em sua estrutura atual, disse Burgasser. "As altas velocidades das estrelas do halo são realmente uma assinatura de suas origens diferentes", acrescentou.

Mais de uma dúzia de estrelas hipervelozes —que cruzam a galáxia a mais de 400 km por segundo, o dobro da velocidade do nosso Sol— foram descobertas até agora. Mas todas elas estão próximas ou acima da massa do Sol.

Por outro lado, o objeto recém-descoberto, catalogado como CWISE J1249+3621 pelos astrônomos, tem apenas 8% da massa do Sol. Isso está exatamente na fronteira de classificação entre uma estrela e uma anã marrom —não possui massa suficiente para fundir hidrogênio.

Segundo Burgasser, não está claro se objetos com massa tão baixa poderiam ter se formado na história inicial da Via Láctea. E sua velocidade extrema sugere que pode ter uma origem incomum.

Uma teoria alternativa de como CWISE J1249+3621 obteve sua aceleração é que ela já esteve em órbita ao redor de uma anã branca, ou o núcleo restante de uma estrela que explodiu. O impacto de tal supernova poderia ter acelerado um companheiro a essas altas velocidades.

Outra possibilidade é que o objeto fazia parte de um aglomerado estelar que encontrou um par de buracos negros, uma interação que o expulsou violentamente de seu sistema.

Três observadores amadores, incluindo Bickle, são creditados por encontrar o CWISE J1249+3621 como parte de um projeto chamado Backyard Worlds: Planet 9. Os participantes procuram por fontes em movimento em imagens tiradas pelo Wide-field Infrared Survey Explorer, da Nasa, e sua missão estendida, que foi encerrada em julho.

"Você talvez pense que poderia escrever um pacote de software para fazer isso", disse Burgasser. Mas o olho humano, acrescentou, "é muito melhor e muito mais rápido em encontrar essas pequenas estrelas em movimento fracas do que qualquer algoritmo que tentamos".

Os pesquisadores usaram dados de levantamentos celestes existentes e observações adicionais com o telescópio Keck II no Havaí para confirmar a velocidade do objeto recém-descoberto. Mas mais informações sobre sua química serão necessárias para resolver o mistério de onde ele veio. A composição química dos objetos mais antigos da galáxia, por exemplo, deve se assemelhar à composição presente na Via Láctea primitiva; um objeto expelido por uma supernova, por outro lado, será rico em níquel.

Burgasser não está preocupado em capturar o objeto antes que ele se afaste para o espaço intergaláctico. A velocidade de 447 km por segundo pode parecer uma velocidade absurda para nós na Terra, mas a essa taxa ele viaja apenas 1,5 anos-luz por milênio —1 ano-luz equivale a 9,5 trilhões de quilômetros, a distância que luz percorre em um ano.

"O espaço é vasto", disse ele. "Podemos nos dar ao luxo de levar nosso tempo."