1 de ago de 2016

Eta Carinae – A Morte Anunciada de Uma Estrela



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Eta Carinae, como diz o nome, situa-se na constelação da Carina e é parte da constelação do Navio, Argus, que o astrônomo francês Nicholas L. de La Caille (1713-1762) subdividiu em três constelações menores: Carina, Quilha; Popa, Puppis e Vela, Vela. Eta Carinae é um dos astros mais intrigantes já vistos no firmamento. Um mistério que aos poucos vai sendo desvendado. Com brilho equivalente a 5 milhões de sóis, é a maior, a mais luminosa e a que emite mais energia na galáxia. O que mais intrigava os astrônomos é que a massa da estrela contrariava o chamado Limite de Eddington, proposta pelo astrofísico inglês Arthur Stanley Eddington (1882-1944) no qual estabelecendo o limite para uma estrela massiva de até 160 sóis, a gigante Eta Carinae não deveria existir pelo fato de que, em essência, a pressão da radiação não deve exceder a gravidade. Em 1826 a curiosidade em torno de Eta Carinae começou quando o naturalista inglês William J. Burschell observando-a de São Paulo, notou que a estrela classificada como de magnitude 4 brilhava como uma de magnitude 2.

A atenção dos astrônomos aumentou quando o estudioso de Eta Carinae, Kris Davidson, estimou que a explosão dessa estrela em 1843 havia lançado ao espaço uma quantidade de matéria equivalente a duas massas solares. O enigma aumentou ainda mais quando em 1850, com nova explosão, ela atingiu o brilho de Sirius, a estrela mais brilhante do céu. Nessa explosão alguns astrônomos calcularam que Eta Carinae se livrou de uma só tacada, algo ao redor de 10 estrelas como o nosso Sol. Depois dessa ‘explosão’ de brilho, ela desapareceu dentro de um casulo de gás e poeira como a vemos hoje estimado em 9 anos-luz ou, 7,1 trilhões de quilômetros e que é conhecida como Nebulosa Eta Carinae ou NGC 3372. Com isso ela não pode ser vista diretamente porque sua luz espalhada pelo casulo denominado Homúnculo, forma uma borrão impenetrável aos instrumentos. Pesquisas recentes mostram que o gás e poeira à sua volta está se dissipando e ela talvez possa ser vista novamente no próximo século.

DECIFRANDO  O  ENIGMA
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Eta Carinae está situada a 7.500 anos-luz e foi catalogada pela primeira vez em 1677 pelo astrônomo inglês Edmond Halley (1656-1742). Seu tamanho gigantesco atualmente calculado em 126 massas solares, é raríssimo, contrariava o Limite de Eddington e não explicava os grandes saltos de brilho. Isso foi solucionado pelo astrofísico brasileiro Augusto Damineli do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas do IAG,USP, estudando o estranho comportamento da estrela. Uma hipótese apresentada por ele em 1977, sugeria que Eta Carinae era uma estrela dupla numa órbita excêntrica quando elas na aproximação máxima (periastro) estariam separadas  por menos de 200 milhões de quilômetros, distância relativamente pequena, pouco mais da distância da Terra ao Sol. Isto resolvia as restrições impostas pelo Limite de Eddington ao dividir a massa mas restava  a explicação para os saltos e diminuição do brilho. Damineli estimou o período da órbita em 5,53 anos ou, 2020 dias e que havia uma queda de brilho chamado ‘apagão’ quando uma estrela passava à frente da outra com relação a linha de visão que liga a Terra a Eta Carinae e isto provocava outrossim uma súbita queda na emissão de raios X.

Contudo era necessário a comprovação da hipótese, da parceria de Eta Carinae A e Eta Carinae B e essa veio através do satélite Fuse , sigla em inglês de “Explorador Espectroscópico do Ultravioleta Distante” da NASA. As medidas no ultravioleta permitiram identificar a presença de Eta Carinae B, comprovando também que a estrela no periastro entra dentro do vento estelar de Eta Carinae A. Vento estelar são chuvas de partículas altamente energéticas  produzidas e ejetadas pelas estrelas. O fenômeno conhecido como ‘apagão’ ocorre portanto quando a componente B com massa calculada de 36 vezes a do Sol e mais quente, penetra no periastro no vento estelar  da principal A com 90 massas solares, maior e mais fria. O resultado é uma espécie de eclipse estelar de alta energia que faz com que certas faixas do espectro eletromagnético em especial os raios X, sejam bloqueados. Para monitorar o comportamento de ambas estrelas, o astrônomo amador de Campinas,SP, Rogério Marcon, através de um espectroscópio por ele construído, está empenhado na imagem diária do sistema que irá possibilitar flagrar o inicio, o meio e o fim do ‘apagão’.

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MORTE  ANUNCIADA

Resta saber quando irá ocorrer a terceira que poderá ser a última explosão. Há 7.500 anos-luz ela já poderá ter ocorrido e portanto está a caminho um tsunami cósmico. Pesquisas mostram que Eta Carinae é um barril de pólvora estelar com o pavio quase no fim. A teoria que conhecemos da evolução estelar nos mostra que o final da vida de uma estrela de grande massa é curta cujo final é a transformação em uma supernova. Explosões dessas estrelas são freqüentes e registradas em outras galáxias a muitos milhões, bilhões de anos-luz. O caso contudo de Eta Carinae face ao seu gigantismo será ainda maior, uma hipernova. Por uma fração de segundo, estrelas hipernovas emitem tanta luz como a galáxia inteira! No caso de Eta Carinae, em sua explosão final – quando o combustível nuclear não bastar para fornecer energia capaz de suportar a contração gravitacional – será o espetáculo mais grandioso da história da nossa galáxia. Nosso céu será inundado por uma luz tão forte que fará a noite virar dia durante um mês !

Para nós do hemisfério sul, isso acontecerá nas estações do outono e inverno.  Essa explosão irá significar que a energia liberada – a terrível radiação gama – será trilhões de vezes mais intensa. Mesmo distante 7.500 anos-luz, essa radiação direcionada à Terra, varrerá toda a vida do planeta. Um funeral luminoso e segundo alguns pesquisadores uma dessas explosões pode ter atingido a Terra no final do período Ordoviciano, há 450 milhões de anos e que tenha conseguido exterminar mais de 80% de todas as espécies viventes aquela época. Contudo para nossa felicidade, o grupo do astrônomo Kris Davidson descobriu recentemente que o eixo de rotação de Eta Carinae A não está em nossa direção e assim como os raios gama saem em feixe estreito na direção do eixo de rotação, ufa ! estamos salvos !
CRÉDITOS: Nelson Travnik

O passado caótico do Sistema Solar

Nasa

Há coisa de 20 anos atrás, nossa ideia de formação do Sistema Solar era um tanto simples. Os planetas rochosos, mas próximo do Sol, teriam se formado do material que sobrou da formação do Sol e, por estarem muito próximos dele, seria pobre em gelo. Basicamente partículas de silicatos que aos poucos foram se grudando, formando agregados maiores (os planetesimais) que ao se aglutinarem, formaram planetas. Já os gigantes gasosos se formaram de material mais rico em gelo, o que facilitou o crescimento dos planetesimais e por isso os maiores planetas do sistema estão nas regiões mais externas. Mas de um modo geral, os planetas estariam hoje nas mesmas posições onde se formaram.

E esse também seria o cenário para a formação de qualquer sistema planetário por aí afora.

A partir da década de 1990, todavia, a descoberta de planetas em outras estrelas começou a jogar areia nesse modelo. Planetas tão grandes como Júpiter foram encontrados em órbitas tão próximas da estrela hospedeira, quanto Mercúrio está do Sol. Esses exoplanetas foram chamados de ‘Júpiteres Quentes’, pois de acordo com observações recentes teriam mais de mil graus de temperatura. Outros planetas bizarros, como planetas rochosos duas ou três vezes maiores que a Terra (as super Terras) com temperaturas tão altas que daria para derreter rochas também forma encontrados.

Resumo da ópera: nosso Sistema Solar que deveria ser a regra para todos os outros mais parece ser a exceção.

A ideia corrente é que nos primórdios dos sistemas planetários, os planetas migrem de suas posições iniciais, causando um rearranjo nas órbitas dos outros. Principalmente os gigantes gasosos. Isso explicaria por que são encontrados tantos Júpiteres Quentes, eles simplesmente migraram, ou estão migrando pelo sistema. E isso traz muitas consequências para a evolução do sistema planetário; as migrações podem varrer material que formaria mais planetas, ou mesmo alterar as órbitas dos planetas já existentes, fazendo com que eles sejam ejetados do sistema, ou mergulhem na estrela hospedeira. Numa palavra: caos.

E o nosso Sistema Solar deve ter passado por isso.
 
Vários trabalhos têm mostrado ao longo da última década que nosso sistema teria nascido com mais um planeta gigante, entre Urano e Netuno com a mesma massa deles. Todos eles mais ou menos no mesmo plano, de modo que a inclinação de suas órbitas seja muito baixa. Além disso, todos eles possuem órbitas quase circulares. A exceção é Mercúrio, que possui uma inclinação mais acentuada e sua órbita é a mais ovalada entre os planetas.
 
Esse fato em particular tem intrigado os astrônomos há tempos, pois para que a órbita fosse assim tão diferente, algum outro corpo celeste deve ter causado uma perturbação importante. Ao longo dos anos, vários candidatos a esse objeto foram listados, tais como uma lua ou mesmo vários asteroides próximos ao Sol. Nada disso foi encontrado até hoje e parece que o culpado é outro: Júpiter.
 
Os modelos mais recentes de formação do Sistema Solar fazem uso da migração dos gigantes gasosos para o interior do sistema, como efeito do arrasto causado pelo gás remanescente da formação dos planetas. Mas em algum momento, a força gravitacional de Júpiter e Saturno combinadas teriam revertido esse movimento de migração. Nesse passeio pelo Sistema Solar, os dois planetas teriam alterado as órbitas dos planetas menores. Ocorre que se esse passeio fosse feito devagar, levando tipo algumas centenas de milhões de anos, as perturbações nas órbitas de Mercúrio, Vênus e a Terra teriam sido catastróficas. Caso isso tivesse ocorrido assim, Mercúrio teria sido ejetado, ou ainda, sua órbita estaria tão alongada que teria se colidido com Vênus em algum momento. Como então conciliar as migrações com a existência de Mercúrio e os demais planetas rochosos?
 
Júpiter teria dado mudado de órbita rapidinho, tipo um “pulinho”!
 
A ideia é que os cinco gigantes gasosos iniciais estariam mais compactados do que estão hoje. Nessa configuração eles foram ejetando milhões de planetesimais para regiões mais distantes do Sistema Solar. Hoje, esses planetesimais são os objetos do Cinturão de Kuiper, que tem Plutão como o membro mais famoso. Em algum instante dos primeiros 500 milhões de anos de vida do sistema, a complicada interação gravitacional entre esses cinco gigantes fez com o planeta que existia entre Urano e Netuno fosse ejetado do Sistema Solar. Além disso, fez com que a distância entre o Sol e Júpiter encolhesse em 45 milhões de km. Mas, ao invés de migrar de forma lenta, como esperado, isso teria se dado em apenas 100 mil anos! Quase um pulo para os padrões de evolução do Sistema Solar. Por isso esse modelo, proposto pelo astrônomo David Nesvony foi apelidado de ‘Júpiter Saltitante’.
 
Esse modelo, apesar de parecer improvável, consegue resolver o problema da estabilidade das órbitas da Terra e de Vênus, além de explicar várias características observadas para o Cinturão de Asteroides. E mais um ponto a favor do pulinho de Júpiter veio de um trabalho liderado por Fernando Roig, pesquisador do Observatório Nacional do Rio de Janeiro. De acordo com as simulações de sua equipe, o pulinho de Júpiter e a ejeção do companheiro de Urano e Netuno, não só garantem a estabilidade das órbitas dos planetas rochosos, como também espichou e inclinou a órbita de Mercúrio para os valores observados hoje.
 
O pulinho de Júpiter pode parecer bizarro, mas ele vem ganhando consistência conforme as características observadas do Sistema Solar como um todo possa ser explicado por ele. Até mesmo a ideia do planeta ejetado não é tão estranha assim, ela já foi proposta por Rodney Gomes também do Observatório Nacional e mais recentemente, por Mike Brown que está, inclusive, caçando o bicho.
Créditos: CÁSSIO BARBOSA - OBSERVATÓRIO

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