Eta Carinae: os segredos da maior explosão estelar que não resultou em uma supernova

Imagem colorida tirada com a câmera WFPC2 do Hubble Space Telecope, mostrando a nuvem em forma de haltere de gás e poeira ao redor da estrela. Esta nebulosa contém mais de 10 vezes a massa do nosso Sol, que foi ejetado por Eta Carinae na Grande Erupção do século XIX. Crédito: N. Smith (U. Arizona) e NASA.

Imagine viajar para a lua em apenas 20 segundos. É nessa velocidade que o material de uma erupção se afastou do instável e extremamente massivo sistema estelar Eta Carinae, 170 anos atrás.  Quando gás é lançado tão rápido assim, resulta na completa aniquilação da estrela. Eta Carinae sobreviveu, no entanto, o que torna esse o gás mais rápido já medido a partir de uma explosão estelar que não levou a uma supernova na história.

A explosão

Eta Carinae é a estrela mais luminosa conhecida em nossa galáxia. A explosão liberou quase tanta energia quanto uma supernova típica, que teria deixado para trás um cadáver estelar. Nos últimos sete anos, uma equipe de astrônomos liderada por Nathan Smith, da Universidade do Arizona, e Armin Rest, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, nos EUA, têm determinado a extensão dessa explosão, observando ecos de luz de Eta Carinae e seus arredores.

Os ecos ocorrem quando a luz de eventos brilhantes e de curta duração é refletida por nuvens de poeira, que atuam como espelhos distantes redirecionando-a em nossa direção. Como um eco de áudio, o sinal de chegada da luz refletida tem um atraso após o evento original, devido à velocidade finita da luz.  No caso de Eta Carinae, o evento brilhante foi uma grande erupção que expeliu uma enorme quantidade de massa em meados do século XIX. O sinal tardio desses ecos permitiu que os astrônomos decodificassem a luz da erupção com telescópios e instrumentos astronômicos modernos, embora o episódio original tenha sido visto da Terra centenas de anos atrás.

Estudando o evento

A grande erupção promoveu temporariamente Eta Carinae para a segunda estrela mais brilhante visível em nosso céu noturno, superando a luz de todas as outras estrelas da Via Láctea. Material equivalente a cerca de dez vezes mais do que a massa do sol foi expelido, o que também formou a intensa nuvem de gás conhecida como Homunculus em torno da estrela.

Este remanescente é visível até por pequenos telescópios amadores a partir do hemisfério sul e das regiões equatoriais, mas é melhor observado em imagens obtidas com o Telescópio Espacial Hubble. Para decodificar os ecos de luz da erupção em si, a equipe usou instrumentos do Observatório Gemini (Havaí), do Telescópio Blanco do Observatório Interamericano Cerro Tololo (Chile), e do Telescópio Magellan do Observatório Las Campanas (Chile).

Com os dados, os pesquisadores puderam fixar a velocidade da explosão: entre 10.000 e 20.000 quilômetros por segundo. “Nós vemos essas velocidades realmente altas o tempo todo em explosões de supernovas onde a estrela é obliterada. No entanto, neste caso, a estrela sobreviveu. Algo deve ter despejado muita energia nela em um curto espaço de tempo”, explicou Smith.

A hipótese

O material expulso por Eta Carinae está viajando até 20 vezes mais rápido do que o esperado de erupções típicas de uma estrela massiva. Os cientistas acreditam que a ajuda de duas estrelas parceiras pode explicar o fluxo extremo. A maneira mais direta de explicar simultaneamente a ampla gama de fatos observados em torno da erupção e do sistema remanescente é uma interação de três estrelas, incluindo um evento dramático em que duas delas se fundiram em uma estrela monstro.  Se for esse o caso, então o sistema binário atual deve ter começado como um sistema triplo, com uma daquelas duas estrelas sendo a que engoliu sua irmã.

Importância

Compreender a dinâmica e o ambiente em torno das maiores estrelas da nossa galáxia é uma das áreas mais difíceis da astronomia. Estrelas muito massivas têm vidas curtas comparadas a estrelas como o nosso sol. Capturar uma no ato de uma grande etapa evolutiva é estatisticamente improvável. É por isso que um caso como o de Eta Carinae é tão importante.

Eta Carinae é um tipo de estrela instável conhecida como “variável luminosa azul”, localizada a cerca de 7.500 anos-luz. É uma das mais brilhantes da nossa galáxia, cerca de cinco milhões de vezes mais do que o sol, com uma massa cerca de cem vezes maior. Também tem a maior taxa conhecida de perda de massa antes de passar por uma explosão de supernova.

A quantidade de massa expelida na grande erupção de Eta Carinae no século XIX excede todas as outras conhecidas. Ela provavelmente sofrerá uma verdadeira explosão de supernova nos próximos meio milhão de anos, possivelmente muito mais cedo. Isso porque outras supernovas observadas passaram por erupções semelhantes apenas alguns anos ou décadas antes de sua morte.

Os resultados do estudo foram publicados em dois artigos na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. [ScienceDaily]

Fonte: hypescience.com