Os astrônomos pintaram sua melhor imagem de uma varia¡vel RV Tauri, um tipo raro de bina¡rio estelar onde duas estrelas - uma se aproximando do fim de sua vida - orbitam dentro de um extenso disco de poeira. Seu conjunto de dados de 130 anos abrange a mais ampla gama de luz já coletada para um desses sistemas, de ra¡dio a raios-X.

"Existem apenas cerca de 300 varia¡veis ​​RV Tauri conhecidas na gala¡xia da Via La¡ctea", disse Laura Vega, uma recente recebedora de doutorado na Vanderbilt University em Nashville, Tennessee. "Concentramos nosso estudo no segundo mais brilhante, denominado U Monocerotis, que agora éo primeiro desses sistemas a partir do qual os raios X foram detectados."

Um artigo descrevendo as descobertas, liderado por Vega, foi publicado no The Astrophysical Journal .

O sistema, abreviado de U Mon, fica a cerca de 3.600 anos-luz de distância, na constelação de Monoceros. Suas duas estrelas giram em torno uma da outra a cada seis anos e meio em uma a³rbita com inclinação de cerca de 75 graus de nossa perspectiva.

A estrela prima¡ria, uma supergigante amarela idosa, tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas cresceu 100 vezes o tamanho do Sol. Um cabo de guerra entre pressão e temperatura em sua atmosfera faz com que ele se expanda e contraia regularmente, e essas pulsações criammudanças de brilho previsa­veis com alterna¢ncia de profundas e superficiais quedas de luz - uma marca registrada dos sistemas RV Tauri. Os cientistas sabem menos sobre a estrela companheira, mas acham que tem massa semelhante e muito mais jovem que a principal.

O disco de resfriamento em torno de ambas as estrelas écomposto de gás e poeira ejetados pela estrela prima¡ria a  medida que ela evolui. Usando observações de ra¡dio do Submillimeter Array em Maunakea, Havaa­, a equipe de Vega estimou que o disco tem cerca de 51 bilhaµes de milhas (82 bilhaµes de quila´metros) de dia¢metro. O bina¡rio orbita dentro de uma lacuna central que os cientistas pensam ser compara¡vel a  distância entre as duas estrelas em sua separação máxima, quando estãoa cerca de 540 milhões de milhas (870 milhões de quila´metros) uma da outra.

Quando as estrelas estãomais distantes umas das outras, elas estãoaproximadamente alinhadas com nossa linha de visão. O disco obscurece parcialmente o prima¡rio e cria outra flutuação previsível na luz do sistema. Vega e seus colegas acham que équando uma ou ambas as estrelas interagem com a borda interna do disco, sugando fluxos de gás e poeira. Eles sugerem que a estrela companheira canaliza o gás em seu pra³prio disco, que aquece e gera um fluxo de gás que emite raios-X. Este modelo poderia explicar os raios X detectados em 2016 pelo satanãlite XMM-Newton da Agência Espacial Europeia.

"As observações XMM tornam U Mon a primeira varia¡vel RV Tauri detectada em raios-X", disse Kim Weaver, cientista do projeto XMM US e astrofa­sica do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "a‰ empolgante ver medições de comprimentos de onda baseadas no solo e no espaço se reunirem para nos dar novos insights sobre um sistema hámuito estudado."

Em sua análise de U Mon, a equipe de Vega também incorporou 130 anos de observações de luz visível.

A primeira medição dispona­vel do sistema, coletada em 25 de dezembro de 1888, veio dos arquivos da Associação Americana de Observadores de Estrelas Varia¡veis ​​(AAVSO), uma rede internacional de astrônomos amadores e profissionais com sede em Cambridge, Massachusetts. AAVSO forneceu medições hista³ricas adicionais que va£o desde meados da década de 1940 atéo presente.

Os pesquisadores também usaram imagens arquivadas catalogadas pelo Digital Access to a Sky Century @ Harvard (DASCH), um programa do Harvard College Observatory em Cambridge dedicado a  digitalização de imagens astrona´micas de placas fotogra¡ficas de vidro feitas por telesca³pios terrestres entre as décadas de 1880 e 1990 .

A luz de U Mon varia porque a estrela prima¡ria pulsa e porque o disco a obscurece parcialmente a cada 6,5 ​​anos ou mais. Os dados combinados de AAVSO e DASCH permitiram que Vega e seus colegas detectassem um ciclo ainda mais longo, em que o brilho do sistema aumenta e diminui a cada 60 anos. Eles acham que uma dobra ou aglomerado no disco, localizado tão longe do bina¡rio quanto Netuno estãodo Sol, causa essa variação extra durante sua a³rbita.

Vega completou sua análise do sistema U Mon como NASA Harriett G. Jenkins Predoctoral Fellow, um programa financiado pelo Projeto de Pesquisa e Educação da Universidade Minorita¡ria da NASA Office of STEM Engagement.

"Para sua tese de doutorado, Laura usou esse conjunto de dados hista³ricos para detectar uma caracterí­stica que, de outra forma, apareceria apenas uma vez na carreira de um astra´nomo", disse o coautor Rodolfo Montez Jr., astrofisico do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, também em Cambridge. "a‰ uma prova de como nosso conhecimento do universo se desenvolve ao longo do tempo."

O coautor Keivan Stassun, especialista em formação de estrelas e consultor de doutorado de Vega na Vanderbilt, observa que esse sistema evolua­do tem muitos recursos e comportamentos em comum com binários recanãm-formados. Ambos estãoembutidos em discos de gás e poeira, puxam o material desses discos e produzem fluxos de gás. E em ambos os casos, os discos podem formar warps ou grumos. Em binários jovens, eles podem sinalizar o ini­cio da formação de planetas.

"Ainda temos daºvidas sobre o recurso no disco do U Mon , que podem ser respondidas por futuras observações de ra¡dio", disse Stassun. "Mas, fora isso, muitas das mesmas caracteri­sticas estãola¡. a‰ fascinante como esses dois esta¡gios binários de vida se espelham."