ESO: o Interferômetro do VLT captura ventos fortes no famoso sistema estelar massivo de Eta Carinae

Este mosaico mostra a Nebulosa Carina (parte esquerda da imagem), local onde se encontra o sistema estelar Eta Carinae. Esta parte da imagem foi observada com o instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla do ESO. A parte central mostra o meio ao redor da estrela: a Nebulosa Homunculus, formada a partir de material ejetado pelo sistema Eta Carinae. Esta imagem foi obtida pelo instrumento infravermelho próximo de ótica adaptativa NACO montado no Very Large Telescope do ESO. A imagem da direita mostra a região mais interna do sistema observada com o Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI). Trata-se da imagem com mais resolução obtida até hoje deste objeto. Crédito: ESO/G. Weigelt

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o Interferômetro do Very Large Telescope para obter imagens do sistema estelar de Eta Carinae, as mais detalhadas obtidas até hoje. A equipe descobriu estruturas novas e inesperadas no sistema binário, incluindo uma região entre as duas estrelas onde ventos estelares de velocidades extremamente elevadas colidem. Esta nova descoberta sobre o enigmático sistema estelar poderá levar a uma melhor compreensão da evolução de estrelas de alta massa.

Uma equipe de astrônomos, liderada por Gerd Weigelt do Instituto Max Planck de Rádio Asttronomia (MPIfR) em Bonn, na Alemanha, utilizou o Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI), instalado no Observatório do Paranal do ESO, para obter uma imagem única do sistema estelar Eta Carinae situado na Nebulosa Carina.

Este colossal sistema binário, constituído por duas estrelas massivas que orbitam em torno uma da outra, é muito ativo, dando origem a ventos estelares com velocidades que vão até 10 milhões de km por hora [1]. A região entre as duas estrelas, onde os ventos de ambas colidem, é muito turbulenta, mas até agora não tinha sido estudada.

Esta imagem da estrela variável azul Eta Carinae, obtida pelo instrumento infravermelho de ótica adaptativa NACO montado no Very Large Telescope do ESO, mostra uma quantidade incrível de detalhes. A imagem mostra claramente uma estrutura bipolar assim como jatos lançados a partir da estrela central. A imagem foi obtida pela equipa científica do Paranal e processada por Yuri Beletsky (ESO) e Hännes Heyer (ESO). Baseia-se em dados obtidos em banda larga (J, H e K; exposições de 90 segundos por filtro) e em banda estreita (1.64, 2.12 e 2.17 microns; observando ferro, hidrogênio molecular e atômico, respectivamente; exposições de 4 minutos por filtro). Crédito: ESO

O poder do sistema binário Eta Carinae cria fenômenos dramáticos. Astrônomos dos anos 1830 observaram uma “Grande Erupção” no sistema. Sabemos agora que esta erupção ocorreu quando a maior das estrelas do sistema binário liberou enormes quantidades de gás e poeira num curto período de tempo, o que levou à formação dos lóbulos distintos, conhecidos por Nebulosa do Homúnculo, que vemos atualmente no sistema. O efeito combinado dos dois ventos estelares se chocando um contra o outro a velocidades extremas faz com que as temperaturas na região aumentem para milhões de graus e ocorram intensos “dilúvios” de raios X.

Esta é a melhor imagem do sistema estelar Eta Carinae obtida até hoje. Estas observações foram feitas com o Interferômetro do Very Large Telescope e poderão levar a uma melhor compreensão da evolução de estrelas de alta massa. Crédito: ESO

A área central onde os ventos colidem é relativamente pequena — mil vezes menor que a Nebulosa do Homúnculo — razão pela qual os telescópios colocados tanto no espaço como no solo não tinham ainda conseguido obter uma imagem detalhada da região. A equipe utilizou o poder de resolução do instrumento AMBER do VLTI para observar este reino violento pela primeira vez. Uma combinação inteligente — um interferômetro — de três dos quatro Telescópios Auxiliares do VLT fez aumentar em 10 vezes o poder de resolução que tem um único Telescópio Principal do VLT. Conseguiu-se assim obter a imagem mais nítida até hoje do sistema, o que levou à obtenção de resultados inesperados sobre a sua estrutura interna.

A nova imagem do VLTI mostra claramente a estrutura que existe entre as duas estrelas Eta Carinae. Foi observada uma inesperada forma em ventoinha na região onde o vento da estrela menor e mais quente colide com o vento mais denso da estrela maior.

A Nebulosa Carina, uma espectacular região de formação estelar, foi capturada em grande detalhe pelo VLT Survey Telescope, situado no Observatório do Paranal do ESO. Esta imagem foi obtida com a ajuda de Sebastián Piñera, Presidente do Chile, quando visitou o observatório em 5 de junho de 2012 e divulgada por ocasião da inauguração do novo telescópio em Nápoles, em 6 de dezembro de 2012. Créditos: ESO/VPHAS+ Consortium/Cambridge Astronomical Survey Unit

Gerd Weigelt comentou:

Os nossos sonhos tornaram-se realidade, porque agora conseguimos obter imagens extremamente nítidas no infravermelho. O VLTI nos dá a oportunidade única de aumentar o nosso conhecimento sobre Eta Carinae e sobre muitos outros objetos chave.

Além das imagens, observações espectroscópicas da região de colisão permitiram medir as velocidades dos intensos ventos estelares [2]. Com estes valores, foi possível criar modelos de computador mais precisos da estrutura interna deste sistema estelar, o que nos ajudará a compreender como é que estas estrelas de massas extremamente elevadas perdem massa à medida que evoluem.

Um dos membros da equipe, Dieter Schertl (MPIfR), olha para o futuro:

Os novos instrumentos GRAVITY e MATISSE do VLTI irão obter imagens interferométricas com ainda mais precisão e num intervalo de comprimentos de onda ainda maior. É necessário um vasto intervalo de comprimentos de onda para se poder derivar as propriedades físicas de muitos objetos astronômicos.

Esta panorâmica combina uma imagem nova do campo em torno da estrela Wolf-Rayet WR 22, situada na Nebulosa Carina (à direita) com uma imagem anterior da região em volta da estrela Eta Carina, no coração da nebulosa (à esquerda). A fotografia foi criada a partir de imagens obtidas com o instrumento Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, situado no Observatório de La Silla, no Chile. Esta imagem emoldurada encontra-se disponível na loja ESO no link http://www.eso.org/public/shop/product/mounted_0124/
Crédito: ESO

Notas

[1] As duas estrelas são tão massivas e brilhantes que a radiação que produzem “rasga” as suas superfícies, lançando-as para o espaço. À expulsão deste material estelar chamamos “vento” estelar, vento este que se pode deslocar a milhões de km por hora.

[2] As medições foram feitas utilizando o efeito Doppler. Os astrônomos usam este efeito (ou desvios) para calcular de forma precisa quão depressa as estrelas e outros objetos astronômicos se afastam ou aproximam da Terra. O movimento de um objeto na nossa direção ou em sentido contrário provoca um ligeiro desvio das suas linhas espectrais. A velocidade do movimento pode ser calculada a partir deste desvio.

Fonte

ESO: eso1637 — Highest Resolution Image of Eta Carinae; VLT Interferometer captures raging winds in famous massive stellar system

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eso1637a-vlti-amber-velocity-resolved-aperture-synthesis-imaging-of-%ce%b7-carinae-with-a-spectral-resolution-of-12-000