7 de jul de 2010

LBV 1806-20, uma estrela hipergigante ou um sistema binário de estrelas?

Segundo uma equipe de astrônomos, liderada por S. Eikenberry (Universidade da Florida, EUA), a estrela LBV 1806-20 é 5 milhões a 40 milhões de vezes mais luminosa do que o Sol. Até agora, a estrela considerada a mais luminosa era a estrela Pistola, que é 5 a 6 milhões de vezes mais luminosa do que nosso Sol. Embora seja extremamente luminosa, LBV 1806-20 não é facilmente observável, pois encontra-se a 45.000 anos-luz de distância de nós, do outro lado da Galáxia, e a luz que emite é absorvida pelo material interestelar que nos separa – a sua detecção foi feita com observações no infravermelho, que é uma região do espectro electromagnético que penetra mais profundamente a poeira interestelar. Os astrônomos conhecem LBV 1806-20 desde 1990, quando foi identificada como um estrela variável azul luminosa – um tipo de estrela relativamente rara, caracterizada por ser uma estrela muito quente e luminosa, de massa elevada e que exibe variabilidade. LBV 1806-20 tem, provavelmente, mais de 150 vezes a massa do Sol e a sua idade estima-se em 2 milhões de anos; compare-se com o Sol, por exemplo, que tem 5 bilhões de anos. A equipe utilizou imagens obtidas com a câmara de infravermelhos no Telescópio Hale (Caltech) de 5 m, no Monte Palomar (EUA), para determinar a massa e a luminosidade da estrela.

 Com observações adicionais realizadas com o Telescópio Blanco de 4 metros (NOAO /AURA), no Observatório de Cerro Tololo (Chile), determinaram ainda a distância da LBV 1806-20, a sua temperatura à superfície e a extinção da luz infravermelha emitida por LBV 1806-20 provocada pelo meio interestelar. Todas estas medições contribuíram para determinar a luminosidade da estrela. Contudo, um dos problemas em determinar a massa e a luminosidade de estrelas muito luminosas que se encontram a grandes distâncias é a dificuldade em confirmar que se trata apenas de uma estrela isolada e não de um sistema múltiplo.

As observações, embora de altíssima resolução, deixam ainda em aberto a possibilidade de se tratar de uma coleção de algumas estrelas numa órbita apertada, sendo necessárias mais observações para estabelecer a singularidade da estrela. Tomando-a como estrela única, um dos mistérios de LBV 1806-20 é o processo pelo qual conseguiu formar-se com uma massa tão elevada. Atualmente as teorias de formação de estrelas sugerem que as estrelas devem estar limitadas até cerca de 120 massas solares, pois o calor e a pressão do centro destas estrelas enormes afastam a matéria da sua superfície, impedindo a acreção de mais massa.

Uma possibilidade é LBV 1806-20 ter sido formada a partir de um processo chamado de "formação de estrelas por choque induzido", que ocorre quando uma supernova explode e induz a formação de uma ou mais estrelas de massa elevada numa nuvem molecular. A sua massa elevadíssima não é a única característica peculiar da estrela. LBV 1806-20 está localizada num pequeno enxame de estrelas onde se encontra uma estrela muito rara (só se conhecem quatro deste tipo em toda a Galáxia): uma repetidora de raios gama moles (soft gamma ray repeater), que é uma estrela de nêutrons magnética peculiar.

 Com um campo magnético centenas de bilhões de vezes mais intenso do que o campo magnético da Terra, esta estrela ganhou o seu nome de repetidora de raios gama moles devido às suas fulgurações periódicas de raios gama. Pensa-se ainda que o enxame possui também uma estrela em formação, ou recentemente formada. A presença de estrelas tão diferentes como a variável azul luminosa, a repetidora de raios gama moles e uma estrela ainda em formação é um exemplo de que as estrelas num enxame não se formam todas ao mesmo tempo, nem mesmo num aglomerado pequeno.
Créditos: Portal do Astrónomo

Energia Escura: Por que as supernovas Ia são confiáveis como velas padrão?

A figura demonstra a estrutura de uma supernova tipo Ia a partir de diversas observações. As cinzas das fagulhas iniciais aparecem em amarelo. Dependendo da linha de visão sob a qual a supernova é observada, diferentes características espectrais se manifestam. Por um lado a supernova mostra um desvio para o azul depois de algum tempo. No lado oposto a supernova exibe um "alto gradiente de velocidades" e seu espectro apresenta um desvio para o vermelho. Crédito: IPMU/Universidade de Tókio.
Entender a energia escura é um dos maiores objetivos da física moderna. Mas, o conhecimento de suas implicações na expansão acelerada do Universo depende da precisão das medidas cósmicas. Nós podemos tentar entender esta aceleração através do estudo do comportamento das supernovas tipo Ia, que atualmente são usadas como “velas padrão”. Assim, a distância entre nós e uma galáxia distante pode ser aferida quando lá ocorre uma supernova Ia, uma vez que a magnitude visual deste fenômeno depende da distância. Entretanto, quão precisas são estas “velas padrão”? Novos estudos confirmam a utilidade destas explosões estelares e tentam explicar porque algumas supernovas podem ser diferentes de outras.

Como ocorre uma supernova Ia?

Esta poderosa explosão estelas ocorre quando uma anã branca acumula material de uma companheira gigante próxima e sua massa se aproxima do limite de Chandrasekhar (cerca de 1,38 massas solares, para anãs brancas com a metalicidade do Sol). Neste ponto a pressão e a densidade cresceram além do limite suportável da anã branca e ele colapsa. Vários processos têm sido invocados para explicar os detalhes deste fenômeno. Enquanto as condições necessárias para a deflagração da explosão parecem se repetir em todas as supernovas Ia, estudos recentes têm demonstrado que a velocidade do desenvolvimento da seqüência de eventos pode variar. Assim, mudanças no chamado “gradiente de velocidade” têm sido notadas desde que estas supernovas passaram a ser usadas como alicerce da teoria da energia escura.
Visualização da explosão da supernova tipo Ia. A explosão da supernova 1a leva menos de 5 segundos, mas o supercomputador tem 160.000 processadores e gasta 22 milhões de horas totais de processamento para simular tal evento (Imagem: Argonne National Laboratory).
Ao relacionar o gradiente das velocidades ao deslocamento das linhas de emissão do espectro medido 200 dias após a explosão da supernova, Keiichi Maeda (Universidade de Tókio, Japão) e sua equipe descobriram que o grau de desvio do gradiente depende da direção pela qual a supernova foi observada. Os cientistas argumentaram que estas supernovas explodem assimetricamente e como os eventos são observados a partir de direções aleatórias, as diferenças causadas pelas assimetrias irão se anular, em média, quando consideramos um grande número de medições. Maeda afirmou: “É como matar três pássaros com uma única bala. Não se trata de apenas descobrir a origem de uma diversidade espectral. A descoberta agora nos livra de um problema sobre a utilidade das supernovas tipo Ia na cosmologia, uma vez que o efeito relacionado ao ângulo de visão será atenuado quando consideramos as médias de uma amostra de maior porte (1). Em adição, a idéia de usarmos um sistema uniforme foi resgatada (2). Finalmente, esta é a primeira indicação observacional forte sobre como as flamas termonucleares sofrem ignição (3), em oposição ao que os cientistas estimaram anteriormente”.
Assim, as supernovas Ia permanecem como as “velas padrão”, apesar das variações em suas características espectrais, confirmando a validade das medidas dos efeitos da energia escura fornecidos pelo High-z Supernova Search Team e pesquisas posteriores. No entanto ainda temos um mistério a elucidar: o que de fato atua contra a forca gravitacional e consegue acelerar um Universo em expansão? Por outro lado, ainda não terminamos as questões concernentes as diversidades encontradas em algumas supernovas Ia. Os cientistas encontraram exemplos de supernovas cujas estrelas conseguiram ultrapassar o limite de Chandrasekhar antes da explosão ocorrer. Mesmo assim, a grande maioria destes eventos ainda são indicadores confiáveis a usar na cosmologia, suportando a teoria da energia escura.:

Grupo Compacto Hickson 87 ou HCG 87


De vez em quando, as galáxias formam grupos. Por exemplo, a nossa galáxia, a Via Láctea, faz parte do Grupo Local de Galáxias. Grupos compactos e pequenos, como o Grupo Compacto Hickson 87 (HCG 87) mostrado acima, são interessantes em parte porque se auto-destroem vagarosamente. As galáxias de HCG 87 estão efetivamente esticando umas às outras gravitacionalmente durante suas órbitas de 100 milhões de anos em volta de um centro comum. A força de atração cria gases em colisão que causam explosões brilhantes de formação estelar e alimenta seus centros galácticos ativos com matéria. O grupo HCG 87 é composto de uma grande galáxia espiral de perfil visível no canto inferior esquerdo, uma galáxia elíptica visível no canto inferior direito e uma galáxia espiral visível perto do topo da imagem. A pequena espiral perto do centro da imagem está mais longe. Várias estrelas da nossa galáxia também podem ser vistas em primeiro plano. A foto acima foi tirada em julho de 1999 pela Câmera Planetária de Grande Campo 2 do Telescópio Espacial Hubble. O estudo de grupos como o HCG 87 nos permite compreender como todas as galáxias se formam e evoluem. Este grupo está a aproximadamente 400 milhões de anos-luz da Terra.

Hubble fotografa aglomerado de estrelas gigantes a 20.000 anos-luz

Estrelas de grande massa encerram suas vidas rapidamente e explodem como supernovas
         O aglomerado NGC 3603, em imagem obtida pelo telescópio em órbita da Terra. HST/Nasa-ESA
O aglomerado de estrelas NGC 3603, fotografado pelo Telescópio Espacial Hubble, contém algumas das estrelas de maior massa conhecidas. Essas estrelas gigantescas têm vidas curtas e intensas, consumindo todo o hidrogênio que contêm rapidamente e explodindo como supernovas. A maioria das estrelas no aglomerado nasceu mais ou menos ao mesmo tempo, mas têm diferentes cores, massas e tamanhos. O curso da vida de uma estrela é determinado por sua massa. Um aglomerado contendo estrelas de massas diversas e idades semelhantes dá aos astrônomos a oportunidade de estudar diversos estágios da vida estelar ao mesmo tempo. O ambiente ao redor do aglomerado, uma nebulosa localizada a 20.000 anos-luz na constelação de Carina, não é tão pacífico quanto parece. Ventos estelares e radiação ultravioleta sopraram o gás para longe, abrindo uma linha de visão desobstruída para o aglomerado ao centro. Divulgada nesta semana, a imagem do Hubble foi produzida em 2009 e registra tanto luz visível quanto infravermelha, que permite rastrear o brilho de enxofre, ferro e hidrogênio.
Fonte:Estadão
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