21 de julho de 2020

Um mistério cósmico: Telescópio do ESO captura o desaparecimento de uma estrela massiva


Com o auxílio do Very Large Telescópio (VLT) do ESO, os astrônomos descobriram a ausência de uma estrela instável massiva numa galáxia anã. Os cientistas acham que isso pode indicar que a estrela se tornou menos brilhante e parcialmente obscurecida por poeira. Uma explicação alternativa seria que a estrela colapsou em um buraco negro sem produzir uma supernova. “Se for verdade”, diz Andrew Allan, o líder da equipe e estudante de doutorado no Trinity College Dublin, na Irlanda, “esta pode ser a primeira detecção direta de uma tal estrela gigante terminando a sua vida deste modo.” 

Entre 2001 e 2011, várias equipes de astrônomos estudaram uma misteriosa estrela massiva, localizada na galáxia anã Kinman, tendo as suas observações indicado que este objeto se encontrava num estado final de evolução. Allan e colaboradores na Irlanda, Chile e Estado Unidos, queriam saber mais sobre como é que estrelas muito massivas terminam as suas vidas e a estrela na galáxia anã Kinman parecia ser o alvo perfeito para este estudo. 

No entanto, em 2019, quando apontaram o VLT do ESO para a galáxia distante, não conseguiram encontrar a assinatura da estrela. “Em vez disso, e surpreendentemente, descobrimos que a estrela tinha desaparecido!” explica Allan, que liderou um estudo sobre esta estrela, publicado hoje na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Localizada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Aquário, a galáxia anã Kinman está muito longe para que os astrônomos possam observar estrelas individuais, no entanto podem ser detectadas as assinaturas de algumas delas. Entre 2001 e 2011, a radiação emitida pela galáxia mostrou de forma consistente evidências da existência de uma estrela ‘variável azul luminosa’ cerca de 2,5 milhões de vezes mais brilhante que o Sol. As estrelas deste tipo são instáveis, mostrando ocasionalmente variações drásticas no seu espectro e brilho. 

Apesar destas variações, as variáveis azuis luminosas apresentam traços específicos que os astrônomos conseguem identificar, mas estavam ausentes dos dados que a equipe coletou em 2019, deixando-os imaginando o que teria acontecido com a estrela. “Seria altamente incomum que uma estrela massiva deste tipo desaparecesse sem produzir uma explosão de supernova muito brilhante,” diz Allan. 

Em agosto de 2019, o grupo observou a estrela com o instrumento ESPRESSO, utilizando os quatro telescópios de 8 metros do VLT simultaneamente. No entanto, não foram encontrados nenhuns dos sinais que apontavam anteriormente para a presença da estrela luminosa. Alguns meses mais tarde, o grupo utilizou o instrumento X-shooter, montado também no VLT, e mais uma vez não se observaram sinais alguns da estrela. 

“É possível que tenhamos detectado uma das estrelas mais massivas do Universo local desaparecendo,” diz Jose Groh, um membro da equipe, também do Trinity College Dublin. “A nossa descoberta não teria sido possível sem o uso dos telescópios de 8 metros do ESO, os seus instrumentos poderosos e o acesso rápido que tivemos a estas infraestruturas graças ao recente acordo de adesão que a Irlanda assinou com o ESO.” A Irlanda tornou-se um Estado Membro do ESO em setembro de 2018. 

A equipe analisou em seguida dados anteriores recolhidos com os instrumentos X-shooter e UVES, ambos montados no VLT do ESO, situado no deserto chileno do Atacama, e também dados de outros telescópios. “A Infraestrutura do Arquivo Científico do ESO nos permitiu encontrar e usar dados do mesmo objeto obtidos em 2002 e 2009,” disse Andrea Mehner, astrônoma do ESO no Chile que participou no estudo. 

”A comparação dos espectros UVES de alta resolução de 2002 com as nossas observações de 2019 obtidas com o mais recente espectrógrafo de alta resolução, o ESPRESSO, foi especialmente reveladora, tanto do ponto de vista astronômico como do ponto de vista instrumental.” 

Os dados mais antigos indicavam que a estrela na galáxia anã Kinman poderia estar passando por um forte período de explosão que, muito provavelmente, terminou algum tempo depois de 2011. As estrelas variáveis azuis luminosas tais como esta têm tendência para sofrer enormes erupções ao longo das suas vidas, fazendo com que a sua taxa de perda de massa e luminosidade aumentem drasticamente. 

Baseando-se nas suas observações e modelos, os astrônomos sugeriram duas explicações para o desaparecimento da estrela e ausência de uma supernova, relacionadas com esta possível explosão. A explosão pode ter resultado na transformação da estrela variável azul luminosa numa estrela menos luminosa, que pode também estar parcialmente escondida por poeira. 

Alternativamente, a equipe diz que a estrela pode também ter colapsado em um buraco negro, sem produzir uma explosão de supernova. Este último evento seria, contudo, muito raro: o nosso conhecimento atual relativo ao final da vida das estrelas massivas indica que a maioria delas termine a sua vida sob a forma de supernovas. 

Estudos futuros são necessários para confirmar o que aconteceu com essa estrela. O Extremely Large Telescope do ESO (ELT), planejado para começar a operar em 2025, será capaz de distinguir estrelas em galáxias distantes, como a galáxia anã Kinman, o que irá ajudar a resolver mistérios cósmicos como este.

Fonte: ESO

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