Astrônomos encontram população de estrelas de hélio despojadas nas nuvens de Magalhães

 A remoção das camadas ricas em hidrogênio de uma estrela da sequência principal expõe o núcleo rico em hélio. Essas estrelas de hélio despojadas são conhecidas em massas altas e baixas, mas não em massas intermediárias, apesar das previsões teóricas de que deveriam ser comuns.

Num novo estudo, astrónomos da Universidade de Toronto e de outros locais usaram a fotometria ultravioleta para identificar candidatas a estrelas de hélio despojadas em duas galáxias anãs próximas - a Grande e a Pequena Nuvens de Magalhães - e depois observaram 25 dessas estrelas candidatas com espectroscopia óptica. 

Foi demonstrado que a maioria destes sistemas são sistemas binários, nos quais as estrelas companheiras provavelmente retiraram as camadas externas ricas em hidrogénio das estrelas de hélio. 

A impressão artística de um enorme sistema binário. Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink.

As camadas externas ricas em hidrogênio de estrelas massivas podem ser removidas por interações com uma companheira binária. Os modelos teóricos prevêem que esta remoção produz uma população de estrelas quentes de hélio de 2 a 8 massas solares, no entanto, apenas um tal sistema foi identificado até agora.

“Este era um buraco tão grande e gritante. Se se descobrir que estas estrelas são raras, então todo o nosso quadro teórico para todos estes diferentes fenómenos está errado, com implicações para as supernovas, as ondas gravitacionais e a luz de galáxias distantes”, disse a Dra. Maria Drout, astrónoma da Universidade. de Toronto.

“Esta descoberta mostra que estas estrelas realmente existem.”

“Daqui para frente, seremos capazes de fazer física muito mais detalhada com essas estrelas. “Por exemplo, as previsões de quantas fusões de estrelas de nêutrons devemos ver dependem das propriedades dessas estrelas, como a quantidade de material que sai delas nos ventos estelares.”

“Agora, pela primeira vez, seremos capazes de medir isso, enquanto as pessoas já extrapolavam isso antes.”

Drout e seus colegas desenvolveram uma nova pesquisa para observar a parte ultravioleta do espectro, onde estrelas extremamente quentes emitem a maior parte de sua luz.

Usando dados do Telescópio Ultra-Violeta/Óptico Swift, os astrónomos recolheram o brilho de milhões de estrelas nas Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães, duas das galáxias mais próximas da Terra.

Eles desenvolveram o primeiro catálogo UV de campo amplo das Nuvens de Magalhães e usaram a fotometria UV para detectar sistemas com emissões UV incomuns, sinalizando a possível presença de uma estrela despojada.

Eles realizaram um estudo piloto de 25 objetos, obtendo espectroscopia óptica com os Telescópios Magalhães do Observatório Las Campanas entre 2018 e 2022. Essas estrelas despojadas tinham altas temperaturas (60.000 a 100.000 K), altas gravidades superficiais e superfícies esgotadas de hidrogênio; 16 estrelas também mostraram movimento binário.

Drout e co-autores propõem que estas estrelas acabarão por explodir como supernovas pobres em hidrogénio. Acredita-se também que esses objetos sejam necessários para formar fusões de estrelas de nêutrons, como aquelas que emitem ondas gravitacionais detectadas na Terra pelo experimento LIGO.

Na verdade, os investigadores acreditam que alguns objetos na sua amostra atual são estrelas despojadas com estrelas de neutrões ou buracos negros companheiros. Esses objetos estão no estágio imediatamente antes de se tornarem estrelas duplas de nêutrons ou estrelas de nêutrons mais sistemas de buracos negros que podem eventualmente se fundir.

“Muitas estrelas fazem parte de uma dança cósmica com um parceiro, orbitando umas às outras num sistema binário”, disse Bethany Ludwig, Ph.D. estudante da Universidade de Toronto.

“Eles não são gigantes solitários, mas fazem parte de duplas dinâmicas, interagindo e influenciando uns aos outros ao longo de suas vidas. “Nosso trabalho lança luz sobre essas relações fascinantes, revelando um universo que é muito mais interconectado e ativo do que imaginávamos anteriormente.”

“Assim como os humanos são seres sociais, as estrelas também, especialmente as massivas, raramente estão sozinhas.”

Os resultados aparecem na revista Science.

Fonte: sci.news