Um sistema estelar extremo está dando um novo significado à frase "surf's up".

O sistema estelar intrigou os pesquisadores porque é a "estrela pulsante" mais dramática já registrada. Agora, novos modelos revelaram que ondas titânicas, geradas pelas marés, estão quebrando repetidamente em uma das estrelas do sistema – a primeira vez que esse fenômeno foi visto em uma estrela.

Estrelas pulsantes são estrelas em pares próximos que pulsam periodicamente em brilho, como o ritmo de um coração batendo em uma máquina de eletrocardiograma. As estrelas nos sistemas de pulsação percorrem órbitas ovais alongadas. Sempre que giram juntas, as gravidades das estrelas geram marés – assim como a Lua cria marés oceânicas na Terra. As marés esticam e distorcem as formas das estrelas, alterando a quantidade de luz estelar que vem delas conforme seus lados largos ou estreitos se voltam alternadamente para a Terra.

Um novo estudo explica por que as flutuações de brilho de um sistema estelar de batimento cardíaco particularmente extremo medem cerca de 200 vezes mais do que as estrelas típicas de batimento cardíaco. A causa: ondas gigantescas que rolam pela estrela maior, levantadas quando sua estrela companheira menor faz passagens próximas regularmente. Essas ondas de maré atingem alturas e velocidades tão altas, segundo o estudo, que as ondas quebram - semelhantes às ondas do oceano - e se chocam contra a superfície da grande estrela.

Apelidado de "estrela de coração partido" pelos astrônomos, o sistema oferece uma visão sem precedentes de como estrelas massivas interagem.

"Cada colisão das gigantescas ondas gigantes da estrela libera energia suficiente para desintegrar todo o nosso planeta várias centenas de vezes", diz Morgan MacLeod, um bolsista de pós-doutorado em astrofísica teórica no Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) e autor de um novo estudo publicado na Nature Astronomy relatando as descobertas. "Estas são ondas realmente grandes."

E, no entanto, de acordo com o professor Abraham (Avi) Loeb, orientador de MacLeod, diretor do Instituto de Teoria e Computação da CfA e outro autor do artigo, “quebrar ondas nas estrelas é tão bonito quanto nas praias de nossos oceanos”.

As estrelas pulsantes foram vistas pela primeira vez quando o telescópio espacial Kepler, caçador de exoplanetas da NASA, detectou suas pulsações de brilho estelar reveladoras e geralmente sutis.

A estrela extrema do desgosto, no entanto, é tudo menos sutil. A estrela maior do sistema tem quase 35 vezes a massa do Sol e, junto com sua estrela companheira menor, é oficialmente designada MACHO 80.7443.1718 - não por causa de qualquer força estelar, mas porque as mudanças de brilho do sistema foram registradas pela primeira vez pelo Projeto MACHO na década de 1990, que buscava sinais de matéria escura em nossa galáxia.

A maioria das estrelas pulsantes varia em brilho apenas cerca de 0,1%, mas MACHO 80.7443.1718 saltou para os astrônomos por causa de suas oscilações dramáticas de brilho sem precedentes, para cima e para baixo em 20%. "Não conhecemos nenhuma outra estrela de batimentos cardíacos que varie tanto", diz MacLeod.

Para desvendar o mistério, MacLeod criou um modelo de computador de MACHO 80.7443.1718. Seu modelo capturou como a interação da gravidade das duas estrelas gera marés massivas na estrela maior. As ondas gigantes resultantes aumentam para cerca de um quinto do raio da estrela gigante, o que equivale a ondas tão altas quanto três sóis empilhadas umas sobre as outras, ou cerca de 2,7 milhões de milhas de altura.

As simulações mostram que as ondas enormes começam como ondulações suaves e organizadas, assim como as ondas do mar, antes de se enrolarem e quebrarem. Como os banhistas sabem, as ondas do mar que quebram com força lançam borrifos e bolhas, deixando "uma grande bagunça espumosa" onde antes havia uma onda suave, diz MacLeod.

A tremenda liberação de energia das ondas quebrando em MACHO 80.7443.1718 tem dois efeitos, mostra o modelo de MacLeod. Ele gira a superfície estelar cada vez mais rápido e lança gás estelar para fora para formar uma atmosfera estelar rotativa e brilhante.

Cerca de uma vez por mês, as duas estrelas passam uma pela outra e uma nova onda monstruosa atravessa a superfície da estrela do coração partido. Cumulativamente, essa agitação fez com que a grande estrela em MACHO 80.7443.1718 aumentasse em seu equador cerca de 50% a mais do que em seus pólos. E, a cada nova onda que passa, mais material é lançado para fora, como "uma massa de pizza girando e lançando pedaços de queijo e molho", diz MacLeod. O brilho característico dessa atmosfera foi uma das principais pistas de que as ondas estavam quebrando na superfície da estrela, de acordo com MacLeod.

Por mais inédito que o MACHO 80.7443.1718 seja, é improvável que seja único. Das cerca de 1.000 estrelas pulsantes descobertas até agora, cerca de 20 delas exibem grandes flutuações de brilho próximas às do sistema simulado por MacLeod e Loeb. "Esta estrela pode ser apenas a primeira de uma classe crescente de objetos astronômicos", diz MacLeod. "Já estamos planejando uma busca por mais estrelas desoladas, procurando as atmosferas brilhantes lançadas por suas ondas quebrando."

Considerando tudo, MacLeod diz que temos sorte de ter capturado a estrela nesta fase: "Estamos assistindo a um momento breve e transformador em uma longa vida estelar". E ao observar as ondas colossais rolarem pela superfície estelar, os astrônomos esperam entender como as interações próximas moldam a evolução dos pares estelares.