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jul 29

ESO: primeira detecção de lítio em uma estrela em explosão

http://www.eso.org/public/images/eso1531a/

Esta imagem obtida pelo New Technology Telescope instalado no Observatório de La Silla do ESO mostra a Nova Centauri 2013 em julho de 2015, facilmente visível como a estrela mais brilhante no centro da fotografia. A imagem foi obtida mais de 18 meses após a explosão inicial. Esta NOVA foi a primeira onde se encontrou evidências de lítio. Crédito: ESO

O elemento químico lítio foi encontrado pela primeira vez em material ejetado por uma explosão estelar chamada de NOVA [5]. Observações da Nova Centauri 2013 obtidas com o auxílio de telescópios no Observatório de La Silla do ESO e perto de Santiago do Chile, ajudaram a explicar por que é que muitas estrelas jovens parecem ter mais quantidade deste elemento químico do que o esperado. Esta descoberta acrescenta uma importante peça que faltava ao quebra-cabeças que representa a evolução química da nossa galáxia e é um enorme passo em frente na compreensão das quantidades dos diferentes elementos químicos nas estrelas da Via Láctea.

O elemento químico leve lítio é um dos poucos elementos que se prevê ter sido criado pelo Big Bang, há 13,8 bilhões de anos atrás. No entanto, tentar compreender as quantidades de lítio observadas nas estrelas que nos rodeiam hoje tem sido um processo muito difícil. Estrelas mais velhas possuem menos lítio do que o esperado [1] e algumas estrelas jovens têm dez vezes mais lítio do que o que pensávamos [2].

Desde a década de 1970 que os astrônomos especulam que a enorme quantidade de lítio encontrado nas estrelas jovens poderá vir das NOVAS [5], explosões estelares que liberam material para o espaço entre as estrelas, contribuindo assim para a matéria que forma a próxima geração de estrelas. No entanto, observações cuidadas de várias NOVAS não tinham, até agora, fornecido resultados claros.

Uma equipe liderada por Luca Izzo (Universidade Sapienza de Roma e ICRANet, Pescara, Itália) utilizou o instrumento FEROS montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla, assim como o espectrógrafo PUCHEROS montado no telescópio de 0,5 metros do ESO, no Observatório da Pontificia Universidad Catolica de Chile em Santa Marina, perto de Santiago, para estudar a NOVA Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri). Esta estrela explodiu no céu meridional perto da estrela brilhante Beta Centauri em dezembro de 2013, tratando-se, até agora, da NOVA mais brilhante deste século, facilmente observada a olho nu [3].

http://www.eso.org/public/images/potw1349a/

Duas das estrelas mais brilhantes do céu meridional, Alfa e Beta Centauri, ganharam em 2013 uma nova companheira visível a olho nu, a Nova Centaurus 2013. Esta fotografia foi tirada por Yuri Beletsky no Observatório de La Silla do ESO, no deserto chileno do Atacama, nas primeiras horas da manhã de 9 de dezembro de 2013. A NOVA foi descoberta a 2 de dezembro de 2013 por John Seach, na Austrália, quando o objeto se aproximava da luminosidade possível de observar a olho nu. A Nova Centaurus 2013 é a nova mais brilhante que ocorreu até agora neste milênio. Este evento particular é conhecido como uma nova clássica e não deve ser confundido com uma supernova. As novas clássicas ocorrem em sistemas binários de estrelas quando o hidrogênio gasoso originário da companheira estelar é acumulado na superfície da estrela principal, dando origem a um evento termonuclear que faz com que a estrela principal brilhe mais intensamente. Nas novas clássicas a estrela principal não é destruída como no caso das supernovas. Em vez disso, a estrela torna-se dramaticamente mais brilhante ao mesmo tempo que se dá uma expansão da concha de detritos. Podemos ver esta nova logo à esquerda de Beta Centauri, a mais azul e mais alta das duas estrelas brilhantes na região inferior direita da fotografia. O Cruzeiro do Sul e a Nebulosa do Saco de Carvão também aparecem na imagem, próximo do topo. Em primeiro plano à esquerda temos o telescópio de 3,6 metros do ESO. Situado 600 km a norte de Santiago, a uma altitude de 2.400 metros na periferia do deserto chileno do Atacama, La Silla foi o primeiro observatório do ESO e o maior da sua época. Crédito: Y. Beletsky (LCO)/ESO

Os novos dados extremamente detalhados revelaram uma assinatura clara de lítio a ser expelido da NOVA com uma velocidade de dois milhões de quilômetros por hora [4]. Trata-se da primeira detecção, até à data, de lítio sendo ejetado por uma NOVA.

O co-autor Massimo Della Valle (INAF — Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoles, e ICRANet, Pescara, Itália) explica a importância desta descoberta:

Trata-se de um importantíssimo passo em frente. Se imaginarmos a história da evolução química da Via Láctea como um enorme quebra-cabeças, então o lítio das NOVAS corresponde de uma das peças mais importantes e difíceis de encontrar que faltavam. Adicionalmente, qualquer modelo do Big Bang é sempre questionável até este problema do lítio estar resolvido.

Estima-se que a massa do lítio ejetado pela Nova Centauri 2013 é minúscula (menos de uma bilionésima parte da massa do Sol), no entanto, uma vez que existiram muitos bilhões de NOVAS ao longo da história da Via Láctea, tal quantidade é suficiente para explicar as quantidades inexplicavelmente grandes de lítio observadas na nossa Galáxia.

Os autores Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemanha) e Massimo Della Vella procuram evidências de lítio em NOVAS desde há mais de um quarto de século. Esta é por isso uma conclusão muito satisfatória da sua longa busca. E para o jovem cientista Luca Izzo, líder do projeto, existe outro tipo de satisfação:

É muito excitante encontrar algo que foi previsto antes de eu nascer e que foi depois observado no dia do meu aniversário em 2013!

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium”, assinado por L. Izzo et al., foi publicado na revista especializada Astrophysical Journal Letters.

Notas

[1] A falta de lítio em estrelas mais velhas é um mistério de longa data. Resultados sobre este tópico foram descritos anteriormente em: “VLT explora o aglomerado Messier 54 e mostra que o problema da escassez do lítio existe também fora da nossa galáxia”, eso1235 e eso1132.

[2] Mais precisamente, os termos “mais jovens” e “mais velhas” são usados para nos referirmos a estrelas de População I e População II. As estrelas de População I, que incluem o Sol, são estrelas ricas em elementos químicos mais pesados e formam o disco da Via Láctea. As estrelas de População II são mais velhas, com baixo conteúdo em elementos pesados e encontram-se no bojo e no halo da Via Láctea e nos aglomerados estelares globulares. As estrelas da População I “jovem” podem, no entanto, ter vários bilhões de anos!

[3] Estes relativamente pequenos telescópios equipados com espectrógrafos apropriados são ferramentas poderosas para este tipo de trabalho. Mesmo na era dos telescópios extremamente grandes, os telescópios mais pequenos dedicados a tarefas específicas permanecem imensamente valiosos.

[4] Esta alta velocidade, da NOVA relativamente à Terra, significa que o comprimento de onda da faixa espectral de absorção relativa à presença de lítio se encontra significativamente deslocada para a parte azul do espectro.

[5] Uma NOVA (no plural NOVAE or NOVAS) é uma cataclísmica explosão termonuclear que ocorre em uma anã branca, que provoca um súbito aumento da sua luminosidade, da ordem de 50.000 vezes o seu brilho original. As NOVAS não devem ser confundidas com outros fenômenos tais como as supernovas ou as novas luminosas vermelhas (causada pela fusão de duas estrelas). Estima-se que as NOVAS ocorrem em geral na superfície de uma anã branca em um sistema binário. Quando dois objetos estelares estão próximos o suficiente entre si, matéria pode ser trocada entre a companheira e a anã branca. A explosão NOVA pode ser causada pela acreção do hidrogênio na superfície da anã branca em um processo de fusão descontrolada através do ciclo CNO.

Fonte

ESO: eso1531 — First Detection of Lithium from an Exploding Star

Artigo Científico

Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium

._._.

eso1531a-Early-optical-spectra-of-Nova-V1369-Cen-show-presence-of-lithium

1 menção

  1. Enigma resolvido: as NOVAS são a principal fonte de Lítio no Universo » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] Tal como a maioria dos elementos químicos, as suas origens se devem aos fenômenos astrofísicos, mas o processo responsável pela sua criação era até o momento desconhecido. Recentemente, um grupo de investigadores detectou quantidades enormes de berílio-7, um elemento […]

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