Mistérios espaciais: Uma equipe internacional de astrônomos está em busca de objetos que deveriam ser impossíveis.

As estrelas não desaparecem simplesmente, ou desaparecem? Por milhares de anos, os astrônomos aceitaram a ideia de que as luzes no céu eram fixas e imutáveis. Mesmo quando ficou claro que essas luzes eram na verdade objetos físicos como o sol, uma das principais suposições dos astrofísicos foi que elas passaram por grandes mudanças muito lentamente, em escalas de tempo de milhões ou bilhões de anos. 

Será que as "estrelas desaparecidas" são um fenômeno completamente novo? Crédito da imagem: Tobias Roetsch

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E quando as estrelas mais massivas de todas, que são muitas vezes mais pesadas que o sol, passaram por mudanças repentinas e cataclísmicas ao chegarem ao fim de suas vidas, sua passagem ficou marcada pelo farol cósmico imperdível de uma explosão de supernova, que brilha por muitos meses, e pode até ser visível por centenas de milhões de anos-luz.

Mas e se algumas estrelas de repente simplesmente sumirem de visibilidade? De acordo com tudo o que sabemos sobre estrelas, isso deveria ser impossível, mas nos últimos anos, um grupo de astrônomos decidiu ver se essas coisas impossíveis acontecem, comparando dados ao longo de décadas de observações.

"A VASCO é o projeto que desaparece e aparece durante um século de observações", disse Beatriz Villarroel, do Instituto Nórdico de Física Teórica, Suécia. "Na verdade, estamos interessados em todos os tipos de objetos em desaparecimento, mas o ideal é encontrar uma estrela que seja estável e esteja no céu desde que nós possamos lembrar e desde que tenhamos dados para, e um dia ela simplesmente desaparece. E você pode apontar os maiores telescópios do mundo para ela e ainda assim não ver nada lá."

Desde que Villarroel e seus colegas começaram a trabalhar no projeto em 2017, eles atraíram muita atenção de cientistas que veem o potencial na busca de registros históricos: "Temos astrônomos de todos os tipos de áreas diferentes interessados no projeto, especialistas em ativos núcleos galácticos [a fonte de energia de quasares intensamente brilhantes no universo distante], físicos estelares e cientistas SETI [Search for Extraterrestrial Intelligence] - todos têm seus motivos para se envolver."

Estrelas massivas podem se destruir em supernovas, mas são difíceis de se perderem, ofuscando galáxias inteiras por vários meses e deixando para trás remanescentes superaquecidos. Crédito da imagem: NASA, ESA

Embora nosso entendimento atual sugira que as estrelas mudam apenas muito lentamente e que desaparecimentos dramáticos devem deixar rastros, isso não quer dizer que todas as estrelas brilham continuamente. Na verdade, o céu está repleto de estrelas variáveis que pulsam e mudam de brilho. Villarroel enfatiza que a VASCO é algo diferente. "Sabemos que existem variáveis, mas suas escalas de tempo tendem a ser de alguns anos, no máximo. Queremos encontrar algo que vá de uma estrela completamente estável a simplesmente desaparecer por completo, isso não foi documentado e é o tipo de descoberta que poderia levar a uma nova física." 

Catalogando o céu

Nos últimos anos, assistimos ao desenvolvimento de telescópios automatizados que podem catalogar todo o céu a uma taxa que as gerações anteriores de astrônomos só poderiam sonhar. Por exemplo, o Zwicky Transient Facility (ZTF) no Monte Palomar, na Califórnia, combina uma câmera de última geração com o venerável Telescópio Samuel Oschin.

Seu campo de visão ultra amplo permite que ele examine todo o céu de Palomar em apenas três noites, examinando o plano da Via Láctea duas vezes por noite. Isso aumenta enormemente a probabilidade de detecção de erupções casuais conhecidas como transientes, rajadas de luz que podem ser causadas por intensas explosões estelares em estrelas distantes, mas também podem estar associadas a alguns dos eventos mais violentos e raros do universo, como a misteriosa rajadas de raios gama.

No entanto, há uma grande diferença entre procurar as estrelas que aparecem e as que desaparecem, como destaca Villarroel: "Projetos como a ZTF funcionam em prazos muito curtos, mas se houver um evento muito raro em que algo desaparece do céu a cada 100 anos então você realmente precisa de uma escala de tempo muito longa para pegá-la. No nosso caso, queremos encontrar uma estrela que desapareceu ou realmente apareceu, usando o maior intervalo de tempo possível, combinado com os melhores catálogos de tempos antigos. 

Estamos usando dados de 70 anos atrás e comparando-os com dados de hoje para ver como o céu pode ter mudado. Talvez ironicamente, a busca da equipe por dados históricos de alta qualidade levou os pesquisadores de volta a Palomar e ao Telescópio Samuel Oschin, que na década de 1950 produziram as chapas fotográficas para um levantamento de todo o céu que desde então foram escaneada pelo Observatório Naval dos Estados Unidos (USNO). Para uma contraparte moderna, eles se basearam em dados dos telescópios gêmeos do Telescópio de Levantamento Panorâmico e Sistema de Resposta Rápida (Pan -STARRS) no Observatório Haleakala do Havaí.

As placas de pesquisa USNO são anteriores à Era Espacial, e as exposições são longas o suficiente para distinguir os asteróides como trilhas curtas contra estrelas. Crédito da imagem: ESO

“Todas essas pesquisas estão disponíveis gratuitamente e tudo foi digitalizado e está online”, disse Villarroel. "Nossa equipe de TI na Uppsala University desenvolveu uma página de web de ciência de cidadão onde você pode clicar e combinar imagens em ml-blink.org. Temos desenvolvedores de jogos de computador que procuraram tornar o design mais atraente e também temos uma IA em desenvolvimento. 

Existem várias maneiras diferentes de abordar o problema - o que quer que nos forneça dados! A questão é que as pessoas interessadas podem ir lá para comparar as imagens, e se estiverem muito curiosas sobre algum caso podem deixar um comentário, e nós entraremos em contato para informá-las sobre seu candidato. Mas temos muito trabalho pela frente antes de podermos acompanhar tudo."

Cada objeto no catálogo USNO que é sinalizado como não tendo uma contrapartida óbvia nos dados do Pan-STARRS deve ser examinado e confirmado pela equipe. Os pesquisadores então examinam a forma, o brilho e outras características para identificar se é um defeito nas chapas fotográficas do levantamento original.

"Você nunca pode garantir que não é um defeito da placa", disse Villarroel. "Mas você pode fazer alguns testes para eliminar as coisas mais óbvias. Em seguida, vá para os catálogos mais profundos, como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ou o novo Dark Energy Camera Legacy Survey para ver se consegue encontrar algum resto do objeto e, dependendo do que você descobrir, isso pode resultar em diferentes tipos de candidatos."

A equipe também compara os candidatos com dados do Gaia da Agência Espacial Europeia, que atualmente está ocupada coletando dados de precisão para mais de um bilhão de estrelas na Via Láctea.

Os pesquisadores da VASCO usam dados do observatório espacial Gaia, da Agência Espacial Européia, para verificar duas vezes as estrelas "perdidas". Crédito da imagem: ESA

Candidatos promissores

Até agora, a pesquisa forneceu mais de 800 estrelas aparentemente 'perdidas', muitas das quais ainda precisam ser processadas e estudadas em profundidade. E embora não haja uma combinação perfeita para o objeto ideal de Villarroel - um ato de desaparecimento de uma estrela estável e de longa duração - muitos dos candidatos que foram vistos ainda são intrigantes por si próprios.

"Encontramos uma série de transientes de curta duração que aparecem em uma imagem, mas não aparecem novamente. Eles respondem pela maior parte do que encontramos até agora, mas há outras coisas que ainda não temos certeza do que são. Estudamos alguns desses transientes de curta duração e eles não parecem ser chamas de anãs M [as enormes explosões causadas pelos campos magnéticos emaranhados de estrelas anãs vermelhas fracas que podem fazer com que brilhem por um fator de 100 ou mais], ou qualquer tipo de supernova. Acho que podemos começar a excluir essas opções."

Outras opções que parecem improváveis incluem estrelas variáveis e variáveis cataclísmicas ou novas, erupções na superfície de estrelas anãs brancas em sistemas binários. Nenhuma das fontes está perto de uma variável conhecida, e a estrela companheira em um sistema novo deveria ser vagamente visível em algumas das pesquisas modernas, mesmo quando a anã branca não é.

Estrelas gigantes vermelhas que envelhecem podem "desaparecer"  à medida que se desprendem de suas camadas externas e evoluem para anãs brancas, mas o processo leva centenas de milhares de anos e produz uma nebulosa planetária distinta. Crédito da imagem: NASA, ESA

"Uma possibilidade é que eles possam ser algum tipo de brilho óptico de rajadas de raios gama ou rajadas rápidas de rádio", disse Villarroel. As fontes dessas erupções cósmicas de alta energia ainda são pouco conhecidas, mas uma previsão comum é que, à medida que sua produção de energia diminui, elas devem passar por um breve período de visibilidade. 

"Prevê-se que tais explosões tenham amplitudes supergrandes de cerca de oito a dez magnitudes, mas desaparecem em apenas alguns minutos e não parecem ter qualquer tipo de contrapartida visível quando olhamos para os locais com grandes telescópios. Claro, com 800 candidatos, ainda temos muito trabalho a fazer e acho que para ficar claro é quase certo que é uma mistura de objetos de diferentes tipos", disse ela.

Se esses 800 candidatos revelassem conter uma estrela desaparecida ideal, qual seria a explicação possível? 

Uma opção pode acabar sendo a chamada supernova "falhada" - uma estrela verdadeiramente monstruosa com um núcleo tão grande que entra em colapso em um buraco negro e consome o resto da estrela de dentro para fora, interrompendo a torrente de energia nuclear da fusão que normalmente acompanha uma explosão de supernova e não deixa nenhum vestígio visível para trás.

Os buracos negros podem se formar no centro das estrelas da Via Láctea. Crédito da imagem: Getty Images

No entanto, Villarroel acha que as probabilidades estão contra esta explicação, ela calcula que tais eventos deveriam acontecer uma vez a cada três séculos em nossa galáxia, tornando improvável que o projeto VASCO encontrasse um por acaso.

No momento, é difícil imaginar outros processos naturais que podem resultar no simples desaparecimento de uma estrela - e até que um candidato surja com características que possam ser estudadas, não há sentido em especular sobre uma possível nova física que possa estar envolvida neste ato cósmico de desaparecimento. No entanto, isso levanta outra possibilidade que inspirou a VASCO desde o início: a ideia de que eventos astronômicos aparentemente impossíveis podem revelar a existência de civilizações alienígenas avançadas.

Possíveis descobertas futuras

Os telescópios de pesquisa Pan-STARRS no Observatório Haleakala na ilha havaiana de Maui. Crédito da imagem: Getty Images

À medida que os aumentos no tamanho e na sensibilidade do telescópio, juntamente com o poder da computação, trouxeram a astronomia para sua era de "big data", muitos cientistas do SETI argumentaram que somos mais propensos a detectar a presença de alienígenas por meio do comportamento inexplicável de estrelas e outros objetos além de nós, são de sinais de rádio deliberada ou acidentalmente transmitidos em nossa direção por vida alienígena. 

A teoria é que, se as civilizações se tornarem suficientemente avançadas, pelo menos algumas delas provavelmente desenvolverão a tecnologia necessária para a engenharia estelar, que alteraria a aparência das estrelas de maneiras inexplicáveis. Um exemplo clássico disso é a "esfera Dyson" - um halo de usinas de energia em órbita que seria a forma mais eficiente de extrair energia de uma estrela.

Uma civilização alienígena realmente avançada pode fazer com que as estrelas desapareçam de várias maneiras - talvez bloqueando sua luz ao envolvê-las com esferas Dyson. Crédito da imagem: Alamy

O autor de ficção científica Arthur C. Clarke afirmou em sua Terceira Lei que "qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia". Se nenhuma causa natural para um desaparecimento estelar pudesse ser encontrada, então a influência de extraterrestres inteligentes certamente pareceria uma explicação mais provável do que o sobrenatural.

“Com relação ao SETI, existem várias maneiras diferentes de pensar sobre isso”, disse Villarroel. "Esferas de Dyson e outras estruturas, faróis que são ligados e desligados, ou apontam em nossa direção por um certo tempo, ou talvez haja maneiras de uma civilização realmente se livrar das estrelas que estão no caminho." 

Mesmo os transientes vermelhos que a equipe identificou até agora podem ter uma possível causa artificial: "Claro, as primeiras hipóteses que buscamos são naturais - e não temos nenhuma razão para excluí-las ainda - mas se eu estivesse em meu modo de especulação extraterrestre, acho que um feixe de laser também poderia produzir um transiente vermelho desse tipo."

Uma possibilidade extraordinária é que as "estrelas" que estão desaparecendo sejam, na verdade, enormes naves estelares se movendo pelo espaço, caso em que podem não estar perdidas, mas se movendo. (Crédito da imagem: Getty Images

Enquanto Villarroel sugere descobertas empolgantes que já surgiram a partir dos dados e aguardam publicação formal, o projeto VASCO continua. Muitos dos candidatos identificados até agora ainda aguardam a confirmação e análises adequadas, e apenas um quarto do céu foi realmente verificado até agora. O progresso futuro será acelerado por mais cientistas cidadãos voluntários e novos métodos de automação que estão sendo desenvolvidos atualmente em colaboração com o Observatório Virtual Espanhol.

“Não conhecemos nenhum processo em que uma estrela simplesmente desapareça, exceto por essa hipotética supernova fracassada”, reflete Villarroel. "Portanto, estrelas desaparecidas tornam-se interessantes porque não observamos essas coisas na natureza. O princípio principal era procurar coisas que considerávamos impossíveis."

Fonte: Space