Surpreendente estrutura espiral descoberta pelo ALMA

Imagem foi captada por equipamento do Observatório Europeu do Sul. Estrela R Sculptoris libera gases que ajudam na criação de corpos estelares.
Registro das antenas do Alma mostram uma espiral ao redor da gigante vermelha R Sculptoris. Essa estrutura nunca havia sido registrada. Ao redor dela, é possível ver uma concha (que aparece na imagem como um anel) de poeira é gás.Foto: Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/Divulgação

Os astrónomos descobriram uma estrutura em espiral totalmente inesperada na matéria que circunda a estrela velha R Sculptoris, com a ajuda do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Esta é a primeira vez que uma tal estrutura, juntamente com uma concha esférica exterior, é encontrada em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que os astrónomos conseguem obter informação completa a três dimensões de uma tal espiral. A estranha forma foi provavelmente criada por uma estrela companheira escondida, que orbita a gigante vermelha. Este trabalho é um dos primeiros resultados científicos do ALMA a ser publicado e sairá esta semana na revista Nature.

Uma equipa de astrónomos, utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o mais poderoso telescópio milimétrico/submilimétrico do mundo, descobriu uma estrutura em espiral surpreendente no gás que rodeia a estrela gigante vermelha R Sculptoris. Este facto significa que existe provavelmente uma estrela companheira que orbita a estrela, mas que nunca foi vista anteriormente. Os astrónomos ficaram igualmente surpreendidos ao descobrir que a gigante vermelha ejetou muito mais material do que o esperado.

Já tínhamos visto anteriormente conchas em torno de estrelas deste tipo, mas esta é a primeira vez que vemos uma espiral de matéria a sair da estrela, juntamente com a concha circundante," diz o autor principal do artigo científico que descreve os resultados, Matthias Maercker (ESO e Instituto de Astronomia Argelander, Universidade de Bona, Alemanha).

Uma vez que ejetam grandes quantidades de matéria, as gigantes vermelhas, como a R Sculptoris, contribuem imenso para a poeira e gás que constituem a matéria prima na formação de futuras gerações de estrelas, sistemas planetários e consequentemente vida. Mesmo na fase de Ciência Preliminar, quando estas novas observações foram obtidas, o ALMA distanciou-se logo em termos de qualidade dos outros observatórios submilimétricos.

 As observações preliminares mostraram claramente uma concha esférica em torno da R Sculptoris, mas nem a estrutura em espiral nem a companheira foram observadas. "Quando observámos a estrela com o ALMA, nem metade das antenas estavam ainda operacionais. É realmente excitante imaginar o que a rede ALMA completa conseguirá observar quando estiver terminada em 2013", acrescenta Wouter Vlemmings (Universidade de Tecnologia Chalmers, Suécia), co-autor do estudo.

No final das suas vidas, as estrelas com massas até oito massas solares transformam-se em gigantes vermelhas e libertam enormes quantidades de massa sob a forma de um denso vento estelar. Durante a fase de gigante vermelha, as estrelas sofrem periodicamente pulsações térmicas. Este fenómeno corresponde a fases de curta duração, em que se verificam explosões de combustão de hélio na concha que envolve o núcleo estelar. Uma pulsação térmica faz com que a matéria seja expelida para fora da estrela a uma taxa muito elevada, o que origina a formação de uma grande concha de poeira e gás em torno da estrela. Depois da pulsação, a taxa à qual a estrela perde massa volta ao seu valor normal.

As pulsações térmicas ocorrem aproximadamente a cada 10 000 - 50 000 anos, durando apenas algumas centenas de anos. As novas observações da R Sculptoris mostram que esta estrela sofreu uma pulsação térmica há cerca de 1800 anos, a qual durou cerca de 200 anos. A estrela companheira moldou o vento da R Sculptoris em forma espiral.

 "Ao aproveitar o poder do ALMA para observar pequenos detalhes, podemos compreender muito melhor o que acontece à estrela antes, durante e depois da pulsação térmica, através do estudo da forma da concha e da estrutura em espiral," diz Maercker. "Sempre esperámos que o ALMA nos desse uma nova visão do Universo, mas estar já a descobrir coisas novas inesperadas, com uma das primeiras configurações de observação é verdadeiramente excitante."

De modo a descrever a estrutura observada em torno da R Sculptoris, a equipa de astrónomos correu simulações de computador para seguir a evolução de um sistema binário. Estes modelos ajustam muito bem as novas observações do ALMA. É um verdadeiro desafio tentar descrever de forma teórica todos os detalhes observados pelo ALMA, mas os nossos modelos de computador mostram que estamos realmente no caminho certo.

O ALMA está a dar-nos novas pistas sobre o que se passa nestas estrelas e o que pode acontecer ao Sol daqui a alguns milhares de milhões de anos," diz Shazrene Mohamed (Instituto de Astronomia Argelander, Bona, Alemanha e Observatório Astrónomico da África do Sul), co-autor do estudo.

Num futuro próximo, observações de estrelas como a R Sculptoris pelo ALMA ajudar-nos-ão a compreender como é que os elementos de que somos constituídos chegaram a locais como a Terra. Dar-nos-ão também uma pista de como é que o futuro longínquo da nossa própria estrela poderá ser," conclui Matthias Maercker.
Fonte: http://www.eso.org/public/portugal/news/eso1239/

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