As forças de maré distorcem as estrelas fazendo-as brilhar!

Quando não conseguimos ver as estrelas individualmente, por estarem demasiado próximas ou demasiado afastadas, podemos ver o brilho e o escurecimento graduais de um único ponto de luz à medida que as estrelas orbitam uma em torno da outra.

São chamadas "estrelas de batimento cardíaco", porque se traçarmos o seu brilho ao longo do tempo, o padrão, ou curva de luz, assemelha-se a um batimento cardíaco visto num eletrocardiograma.

É o padrão de bipes que se vê nos filmes e na televisão para mostrar que uma personagem ainda está viva. As estrelas de batimento cardíaco têm este padrão, pois as duas estrelas têm órbitas altamente excêntricas. Mas porque é que isto acontece?

Qual a infuência da força da maré sobre as estrelas?

Quando passam perto uma da outra, as forças de maré distorcem as estrelas em forma de ovo, fazendo-as brilhar. Assim, obtém-se um curto pico de brilho, como um batimento cardíaco.

Temos vários exemplos de estrelas de batimento cardíaco, mas uma recentemente descoberta é invulgar mesmo para uma estrela de batimento cardíaco. O seu pico de brilho é 200 vezes maior do que o das estrelas de batimento cardíaco típicas, e a sua curva de luz tem uma forma bastante invulgar.

Uma estrela invulgar

Conhecida como MACHO 80.7443.1718, a estrela primária tem uma massa de 35 sóis, enquanto a estrela secundária tem apenas 16 massas solares. Orbitam-se uma vez em cada 33 dias e, na sua maior aproximação, estão mais perto do que Mercúrio está do Sol. As fortes forças de maré durante a aproximação ajudam a explicar porque é que brilham tão significativamente.

Contudo, há um aspeto estranho na curva de luz. Em vez de terem um simples pico de brilho, as estrelas escurecem um pouco mais lentamente, e há um decaimento oscilante na sua curva de luz.

Para explicar este fenómeno, a equipa executou modelos informáticos das estrelas durante a sua aproximação, simulando não só as forças de maré entre elas, mas também a sua dinâmica de fluidos. Descobriram um par de coisas interessantes.

A primeira é que durante a parte mais próxima da sua órbita, algum do material atmosférico da estrela grande é capturado pela mais pequena. Muitos binários próximos podem trocar matéria, mas o que é invulgar neste caso é que a troca desencadeia oscilações na estrela primária. Quando a companheira passa, formam-se ondas na superfície da estrela primária.

Estas ondas são depois transmitidas em cascata ao longo da superfície. A estrela primária gira sobre o seu eixo com um período de quatro dias, pelo que vemos as ondas passarem ao longo da estrela de poucos em poucos dias. Isto explica o decaimento oscilante da curva de luz.

O MACHO 80.7443.1718 é um excelente exemplo de como as interações entre estrelas binárias podem ser complexas. O batimento cardíaco deste sistema binário faz mais do que afetar o seu brilho, agita um pouco a "panela", o que pode alterar a forma como as estrelas evoluem ao longo do tempo.