935: Estrelas gigantes passam por programa dramático de perda de peso

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

No binário chamado Mira, uma estrela gigante vermelha transfere massa para uma anã branca.
Crédito: NASA/CXC/M. Weiss

Astrónomos da Universidade de Sidney encontraram pela primeira vez um tipo menos massivo de estrela gigante vermelha. Estas estrelas sofreram uma dramática perda de peso, possivelmente devido a uma companheira estelar gananciosa. Publicada na Nature Astronomy, a descoberta é um passo importante para compreender a vida das estrelas na Via Láctea – as nossas vizinhas mais próximas.

Existem milhões de estrelas “gigantes vermelhas” na nossa Galáxia. Estes objectos luminosos e menos quentes são o que o nosso Sol se tornará dentro de quatro mil milhões de anos. Há já algum tempo que os astrónomos preveem a existência de gigantes vermelhas menos massivas. Depois de terem encontrado algumas, a equipa da Universidade de Sidney pode finalmente confirmar a sua existência.

“É como encontrar o Wally,” disse o autor principal, candidato a doutoramento, Yaguang Li, da Universidade de Sidney. “Tivemos muita sorte em encontrar cerca de 40 gigantes vermelhas menos massivas, escondidas num mar de gigantes normais. Estas gigantes vermelhas são mais pequenas em tamanho ou menos massivas do que as gigantes vermelhas normais.”

Como e porque é que emagreceram? A maioria das estrelas no céu pertencem a sistemas binários – duas estrelas ligadas gravitacionalmente uma à outra. Quando as estrelas em binários íntimos incham, à medida que as estrelas envelhecem, algum material pode alcançar a esfera gravitacional da sua companheira e ser sugado. “No caso das gigantes vermelhas relativamente pequenas, pensamos que uma companheira pode estar presente,” disse Li.

Uma caça ao tesouro intra-galáctica

A equipa analisou dados de arquivo do telescópio espacial Kepler da NASA. De 2009 a 2013, o telescópio registou continuamente variações de luminosidade em dezenas de milhares de gigantes vermelhas. Utilizando este conjunto de dados incrivelmente preciso e grande, a equipa realizou um censo minucioso desta população estelar, fornecendo as bases para detectar quaisquer “outliers“.

Foram revelados dois tipos invulgares de estrelas: gigantes vermelhas de massa muito baixa e gigantes vermelhas sub-luminosas (de brilho inferior).

As estrelas de massa muito baixa têm apenas 0,5 a 0,7 massas solares – cerca de metade da massa do nosso Sol. Se as estrelas de massa muito baixa não tivessem perdido massa de repente, as suas massas indicariam que eram mais velhas do que a idade do Universo – uma impossibilidade.

“Assim, quando obtivemos pela primeira vez as massas destas estrelas, pensámos que havia algo de errado com a medição,” disse Li. “Mas afinal não havia.”

As estrelas sub-luminosas, por outro lado, têm massas normais, que vão de 0,8 a 2,0 massas solares. “Contudo, são muito menos ‘gigantes’ do que esperávamos,” disse o co-autor do estudo, Dr. Simon Murphy da Universidade do Sul de Queensland. “Emagreceram um pouco e, como são mais pequenas, também são mais ténues, daí serem ‘sub-luminosas’ em comparação com as gigantes vermelhas normais.”

Apenas foram encontradas sete estrelas sub-luminosas e os autores suspeitam que muitas mais estão escondidas na amostra. “O problema é que a maioria delas são muito boas a misturar-se. Encontrá-las foi uma verdadeira caça ao tesouro,” disse o Dr. Murphy.

Estes pontos de dados invulgares não podiam ser explicados por simples expectativas da evolução estelar. Isto levou os investigadores a concluir que outro mecanismo deve estar em acção, forçando estas estrelas a sofrer uma dramática perda de peso: o roubo de massa por estrelas próximas.

Censo da população estelar

Os investigadores apoiaram-se na astero-sismologia – o estudo das vibrações estelares – para determinar as propriedades das gigantes vermelhas.

Os métodos tradicionais para estudar uma estrela estão limitados às suas propriedades de superfície, por exemplo, a temperatura e luminosidade da superfície. Em contraste, a astero-sismologia, que utiliza ondas sonoras, estuda o que está abaixo. “As ondas penetram o interior estelar, dando-nos informações ricas sobre outra dimensão,” disse Li.

Os investigadores conseguiram determinar com precisão as fases evolutivas, massas e tamanhos das estrelas com este método. E quando olharam para as distribuições destas propriedades, algo fora do comum foi imediatamente visto: algumas estrelas têm massas pequenas ou tamanhos pequenos.

“É altamente invulgar para um estudante de doutoramento fazer uma descoberta tão importante,” disse o professor Tim Bedding, orientador de Li. “Ao examinar cuidadosamente os dados do telescópio espacial Kepler da NASA, Yaguang avistou algo que todos os outros haviam perdido.”

Astronomia On-line
19 de Abril de 2022


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