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dez 10

Astrônomos do ESO estudam os mistérios do fim da vida das estrelas semelhantes ao Sol

Astrônomos enfrentam a “ignorância” socrática

Um longo trabalho desenvolvido através do Very Large Telescope do ESO amplia um mistério de longa data relativo ao estudo das estrelas semelhantes ao Sol. Carecem de explicação as estranhas e inexplicáveis variações na duração no brilho de cerca de um terço das estrelas similares ao Sol em suas fases finais de suas vidas. Nas últimas décadas, os astrônomos tentaram formular várias hipóteses possíveis, mas as novas observações contradizem todas as justificativas e apenas aumentam este enigma estelar.

Nascidas do gás e poeira dos berçários estelares, as estrelas semelhantes ao Sol gastam a maior parte de sua vida útil queimando o seu combustível nuclear primário, o hidrogênio, no processo de nucleossíntese que gera o hélio. Após viver esta brilhante e relativamente calma etapa ao longo de bilhões de anos, o hidrogênio do núcleo estelar praticamente se esgota e a estrela passa a processar o hélio em um núcleo muito mais aquecido. Estas ‘estrelas anciãs’ inflam e ficam gigantescas, mas a temperatura da sua superfície cai à metade tornando-as avermelhadas. As estrelas gigantes vermelhas em geral mostram uma lenta oscilação no seu brilho como uma ‘respiração estelar’. Cerca de 30% das estrelas vermelhas anciãs são também afetadas por outras misteriosas mudanças cíclicas na luminosidade. Após esta relativamente rápida e tumultuada fase de sua existência estas estrelas não explodem em dramáticas supernovas (como as estrelas massivas), elas morrem pacificamente formando as belíssimas nebulosas planetárias e deixam suas cinzas em uma pequena remanescente, uma anã branca com cerca da metade de sua massa original.

Nascidas do gás e poeira dos berçários estelares, as estrelas semelhantes ao Sol gastam a maior parte de sua vida útil queimando o seu combustível nuclear primário, o hidrogênio, no processo de nucleossíntese que gera o hélio. Após viver esta brilhante e relativamente calma etapa ao longo de bilhões de anos, o hidrogênio do núcleo estelar praticamente se esgota e a estrela passa a processar o hélio em um núcleo muito mais aquecido. Estas ‘estrelas anciãs’ inflam e ficam gigantescas, mas a temperatura da sua superfície cai à metade tornando-as avermelhadas. As estrelas gigantes vermelhas em geral mostram uma lenta oscilação no seu brilho como uma ‘respiração estelar’. Cerca de 30% das estrelas vermelhas anciãs são também afetadas por outras misteriosas mudanças cíclicas na luminosidade. Após esta relativamente rápida e tumultuada fase de sua existência estas estrelas não explodem em dramáticas supernovas (como as estrelas massivas), elas morrem pacificamente formando as belíssimas nebulosas planetárias e deixam suas cinzas em uma pequena remanescente, uma anã branca com cerca da metade de sua massa original.

“Os astrônomos continuam na escuridão, mas desta vez, não estamos gostando disto!”, exclamou Christine Nicholls do Observatório Mount Stromlo, na Austrália, autora principal do artigo que apresenta este trabalho. “Obtivemos a maior coleção de dados até ao momento para a classe das estrelas do tipo solar e estes dados mostram claramente que todas as explicações possíveis para o seu estranho comportamento falham”.

O mistério investigado pela equipe vem desde a década de 30 do século passado e afeta um terço das estrelas do tipo solar na nossa Via Láctea e em outras galáxias. Todas as estrelas com massas similares à do Sol tornam-se, no final das suas vidas, vermelhas, frias e extremamente grandes, antes de se ‘aposentar’ (parar de realizar a nucleossíntese em seus núcleos) e atingir seu destino final sob a forma de anãs brancas. Também conhecidas como gigantes vermelhas, estas estrelas anciãs mostram variações periódicas muito intensas da sua luminosidade em períodos de tempo que vão até cerca de dois anos.

Ciclo de vida de estrelas como o Sol: nascimento (birth), aquecimento gradual (gradual warming), gigante vermelha (red giant), nebulosa planetária (planetary nebula) e anã branca (white dwarf)

Ciclo de vida de estrelas como o Sol: nascimento (birth), aquecimento gradual (gradual warming), gigante vermelha (red giant), nebulosa planetária (planetary nebula) e anã branca (white dwarf)

“Pensa-se que tais variações são causadas pelo que chamamos ‘pulsações estelares’,” disse Nicholls. “Grosso modo, a estrela gigante incha e encolhe, tornando-se mais e menos brilhante segundo um padrão regular. Contudo, um terço destas estrelas mostram uma variação periódica adicional inexplicável, em escalas de tempo muito maiores – até cerca de cinco anos.”

58 gigantes vermelhas analisadas e o mistério persiste…

No intuito de descobrirem a origem desta segunda característica, os astrônomos monitoraram 58 estrelas em nossa vizinha, a galáxia satélite Grande Nuvem de Magalhães, durante um período de dois anos e meio. Os astrônomos capturaram os espectros das estrelas anciãs usando o espectrógrafo de alta resolução FLAMES/GIRAFFE montado no Very Large Telescope do ESO e os combinaram com imagens obtidas por outros telescópios [medições precisas de brilho foram feitas pelas colaborações com uso dos equipamentos MACHO e OGLE, obtidas nos telescópios na Austrália e no Chile, respectivamente. As observações do OGLE foram feitas paralelamente as observações do VLT] conseguindo assim juntar uma coleção impressionante das características destas estrelas variáveis.

Os excepcionais conjuntos de dados como este obtido por Nicholls e seus colegas, oferecem muitas vezes maneiras de resolver enigmas cósmicos, uma vez que reduzem a gama das explicações possíveis propostas pelos astrofísicos teóricos. Neste caso, no entanto, as observações são incompatíveis com todos os modelos anteriormente concebidos e abrem, uma vez mais, um assunto que já foi outrora longamente debatido. Graças a este estudo os astrônomos percebem agora a sua própria “ignorância”, ou seja, um motor genuíno do processo da busca do conhecimento, tal como nos ensinou o filósofo grego Sócrates.

“Os dados recentemente recolhidos mostram que ‘pulsações’ são uma explicação improvável para as variações adicionais,“ disse Peter Wood, líder da equipe. “Outro mecanismo possível para explicar a produção de variações de luminosidade em uma estrela é a movimentação desta em um sistema binário. No entanto, as nossas observações também são claramente incompatíveis com esta hipótese.”

A equipe descobriu ainda que, o que quer que seja que cause estas variações inexplicáveis, tal fenômeno provoca igualmente nas estrelas gigantes a ejeção de sua massa, quer em glóbulos quer sob a forma de um disco em expansão. “Necessitamos de um Sherlock Holmes para resolver este mistério assaz frustrante,” concluiu Nicholls.

Este trabalho foi apresentado em dois artigos científicos em revistas especializadas: um que saiu no número de Novembro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“Long Secondary Periods in Variable Red Giants”, por C. P. Nicholls et al.) e o outro que saiu há dias na revista Astrophysical Journal (“Evidence for mass ejection associated with long secondary periods in red giants”, por P. R. Wood e C. P. Nicholls).

A equipe do presente estudo foi composta por Christine P. Nicholls e Peter R. Wood (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australia National University), Maria-Rosa L. Cioni (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK) e Igor Soszyński (Warsaw University Observatory).

Fontes

ESO: Brightness Variations of Sun-like Stars: The Mystery Deepens – Astronomers facing Socratic “ignorance”

Artigos Científicos: http://arxiv.org/abs/0907.2975 e http://arxiv.org/abs/0910.4418

._._.

1 comentário

  1. Mirian Martin

    Ou seja, aquecimento global vai ser fichinha perto do que vai ser daqui uns 2 bilhões de anos.
    Que tal acharmos logo um planetinha confortável? 😉

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