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maio 15

Estrela superveloz em fuga revela segredos da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/14/image/a/

No círculo á esquerda está marcado aglomerado R1136 pertencente a nebulosa 30 Dourado. O quadro à direita mostra a estrela errante em fuga. Créditos: NASA, ESA, J. Walsh (ST-ECF) e ESO

Uma massiva estrela fugitiva está escapando de seu berçário estelar vizinho a uma velocidade de mais de 400.000 km/h (111,1 km/s), uma velocidade que permite viajar até a Lua e retornar em menos de 2 horas. Esta estrela em fuga é um caso extremo de uma estrela massiva ejetada do seu aglomerado possivelmente por um grupo de estrelas irmãs mais massivas.

Este astro errante reside nas vizinhanças da nebulosa 30 Dourado, um berçário estelar dentro da galáxia anã Grande Nuvem de Magalhães, vizinha da Via Láctea. Esta constatação reforça a idéia de que as estrelas mais massivas conhecidas no Universo Local residem justamente em 30 Dourado. Isto torna esta região um laboratório único para o estudo de estrelas supermassivas. 30 Dourado, também é conhecida como i famoso nome de Nebulosa da Tarântula, que dista cerca de 170.000 anos-luz do Sol.

A estrela errante 30 Dor#016 capturada pela disposito COS do Hubble

A estrela errante 30 Dor#016 capturada pela disposito COS do Hubble

Esta notáveis observações são oriundas de três observatórios. Destaca-se aqui o Hubble, através do recém-instalado instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph) somado a um genuíno trabalho de detetive, que deduziu que a estrela poderá ter viajado cerca de 375 anos-luz a partir do local onde surgiu, um gigante aglomerado estelar catalogado como R136. Inserido no cerne da Nebulosa da Tarântula, R136 supostamente contém estrelas supermassivas que ultrapassam 100 massas solares.

Estas descobertas também fornecem informações sobre o comportamento dos aglomerados estelares massivos.

“Estes resultados são de grande importância porque tais interações dinâmicas em aglomerados massivos e densos tem sido previstos em teorias há algum tempo, mas agora esta é a primeira observação direta deste processo em uma área deste tipo,” afirmou Nolan Walborn do Instituto Científico do Telescópio Espacial (STSI) em Baltimore, EUA, e membro da equipe que trabalha com o instrumento COS usado na análise da estrela errante. Outras “estrelas fugitivas menos massivas foram observadas no Aglomerado da Nebulosa de Órion, descobertas há mais de 50 anos, mas esta é a primeira comprovação das recentes previsões aplicadas a aglomerados jovens e massivos.”

Este cenário cósmico pode se originar de duas maneiras:

  1. A estrela errante pode ter interagido gravitacionalmente com duas estrelas mais massivas dentro do denso aglomerado estelar e ter sido expulsa através de um jogo estelar de pinball (problema dos 3 corpos);
  2. A estrela fugitiva pode ter levado um pontapé de uma explosão de supernova de sua companheira em sistema binário, no qual a estrela mais massiva explode primeiro.
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/14/image/d/warn/

Esquema mostra como uma estrela é ejetada de um aglomerado. 1. Um par de estrelas binárias, A e B, orbitam seu centro de massa no aglomerado R136. 2. Uma terceira estrela massiva C (150 vezes a massa do Sol) invade o sistema binário. 3. A estrela de menor massa A do par binário rouba momento da estrela invasora C. 4. A estrela A atinge a velocidade de escape e se liberta do sistema, livre, em direção do espaço interestelar, tornando-se uma ‘estrela errante em fuga’.

“Em geral é aceito, entretanto, tendo em vista que R136 é relativamente jovem, com 1 ou 2 milhões de anos de idade, que as estrelas mais massivas deste aglomerado ainda não tiveram tempo para explodir em supernovas,” afirmou Danny Lennon, membro da equipe do COS no STSI. “Isto significa que esta estrela só pode ter sido expelida através de interações gravitacionais dinâmicas.”

Os astrônomos estavam na busca por esta estrela fugitiva desde 2006, quando a equipe liderada por Ian Howarth da Universidade de Londres a encontrou com o Telescópio Anglo-Australiano no Observatório Siding Spring. Na ocasião notou-se que a estrela era azul-esbranquiçada, excepcionalmente quente, massiva e isolada de qualquer aglomerado onde este tipo de objeto é comumente encontrado.

Os astrônomos do Hubble encontraram outra pista inesperada quando usaram a estrela para calibrar o instrumento COS, instalado em maio de 2009 durante a 4.ª Missão de Serviço. As observações espectroscópicas no espectro do ultravioleta, feitas em julho de 2009, mostraram que esta estrela em fuga está liberando uma nuvem de partículas carregadas e um vento estelar poderoso, um sinal claro de que é extremamente massiva, possivelmente até 90 vezes a massa do Sol. Além disso, deve ser também muito jovem, com apenas 1 a 2 milhões de anos, pois as estrelas desta massa vivem apenas alguns milhões de anos.

Pesquisando por entre o arquivo de imagens do Hubble, os astrônomos descobriram outra prova importante. Uma imagem óptica da estrela obtida pela câmara WFPC2 em 1995 revelou que se encontrava no limite de uma cavidade oval. Os limites brilhantes desta cavidade prolongavam-se para trás da estrela e apontavam na direção da sua posição anterior em 30 Dourado.

Outro estudo espectroscópico feito com o VLT do ESO no Observatório Paranal, Chile, revelou que a velocidade da estrela é constante e não o resultado do movimento orbital num sistema binário. A sua velocidade corresponde a um movimento incomum relativo aos arredores da estrela, provando que é uma estrela fugitiva.

O estudo também confirmou que a luz oriunda da estrela super veloz provém de uma única estrela massiva, em vez da luz combinada de duas estrelas de menor massa. Em adição, a observação estabeleceu que a estrela desgarrada é cerca de 10 vezes mais quente que o Sol, uma temperatura consistente com um objeto de alta-massa.

http://www.eso.org/public/images/eso0650a/

Nebulosa da Tarântula nas Grandes Nuvens de Magalhães, capturada pela câmera WFI do telescópio de 2,2 metros do ESO. Créditos: ESO, J. Alves (Calar Alto, Spain), and B. Vandame and Y. Beletski (ESO)

As observações do VLT fazem parte de um programa denominado FLAMES (VLT multi-object spectrograph) Tarantula Survey. Este estudo, conduzido por uma equipe internacional liderada por Evans no Observatório Real, compreende mais de 900 estrelas na região de 30 Dourado (Nebulosa da Tarântula). Tal como as observações da estrela com o dispositivo COS, os resultados do FLAMES foram também fortuitas. A estrela está longe da região central da nebulosa, no limite do campo de estudo do FLAMES.

As vizinhanças da Nebulosa da Tarântula: esta intricada nebulosa é visível no centro superior desta foto. Ligeiramente à direita, embaixo, uma teia de filamentos hospeda a famosa remanescente da supernova SN 1987A. Nota-se também diversas nebulosas avermelhadas, assim como um aglomerado de estrelas jovens à esquerda, o NGC 2100. Clique na imagem para acessar as versões em alta resolução no site do ESO. Créditos: ESO-telescópio La Silla 2,2 m (WFI), ESO-MVM-ADP, Joao Alves (Calar Alto, Spain), Benoit Vandame e Yuri Beletski (ESO) e Bob Fosbury (ST-ECF)

As vizinhanças da Nebulosa da Tarântula: esta intricada nebulosa é visível no centro superior desta foto. Ligeiramente à direita, embaixo, uma teia de filamentos hospeda a famosa remanescente da supernova SN 1987A. Nota-se também diversas nebulosas avermelhadas, assim como um aglomerado de estrelas jovens à esquerda, o NGC 2100. Clique na imagem para acessar as versões em alta resolução no site do ESO. Créditos: ESO-telescópio La Silla 2,2 m (WFI), ESO-MVM-ADP, Joao Alves (Calar Alto, Spain), Benoit Vandame e Yuri Beletski (ESO) e Bob Fosbury (ST-ECF)

Há outras estrelas errantes oriundas de R136?

Esta estrela hiper veloz pode muito bem não ser a única na região. Duas outras estrelas massivas e extremamente quentes foram avistadas além das fronteiras da 30 Dourado. Os astrônomos suspeitam que estas estrelas foram também expulsas do seu berçário cósmico. Assim, os cientistas planejam analisar estas estrelas em detalhe para determinar se 30 Dourado está a expulsar um conjunto de estrelas massivas para a vizinhança em redor.

Esta estrela renegada continuará a viajar pelo espaço, afirmou Paul Crowther, da Universidade de Sheffield no Reino Unido e também membro da equipe. Eventualmente, acabará a sua vida gerando uma gigantesca explosão de supernova, devido a sua alta massa e provavelmente irá gerar um buraco negro.

Os resultados deste estudo, liderado por Chris Evans do Observatório Real de Edimburgo, foram publicados em 05 de maio de 2010 na revista Astrophysical Journal Letters.Estrela desgarrada superveloz

Para saber mais sobre estrelas super velozes, recomendamos ler: Estrelas desgarradas supervelozes podem contar a história da Via Láctea

Fontes

ESA Hubble: Hubble catches heavyweight runaway star speeding from 30 Doradus

Hubblesite: Hubble Catches Heavyweight Runaway Star Speeding from 30 Doradus

ESO: Portrait of a Dramatic Stellar Crib [ESO Releases 256 Million Pixel Image of Immense Stellar Factory]

._._.

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