Estrelas massivas em ambientes pobres em metais geralmente têm parceiros próximos

Estrelas massivas em galáxias pobres em metais frequentemente têm parceiros próximos, assim como as estrelas massivas em nossa Via Láctea, rica em metais. Isso foi descoberto por uma equipe internacional de setenta astrônomos, liderada por cientistas da Bélgica, Holanda e Israel, incluindo o professor Mark Gieles, do ICREA, da Espanha. Eles usaram o European Very Large Telescope, no Chile, para monitorar a velocidade de estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães. Os pesquisadores publicarão suas descobertas na terça-feira na Nature Astronomy .

Estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães. Das estrelas estudadas, 70 por cento (os diamantes cor-de-laranja) parecem acelerar e desacelerar. Isto indica a presença de uma parceira. Crédito: ESO/Sana et al. 

Nos últimos vinte anos, os astrônomos sabem que muitas estrelas massivas na Via Láctea, rica em metais, têm um parceiro. Nos últimos anos, tornou-se claro que a interação entre esses parceiros é importante para a evolução de estrelas massivas. No entanto, até agora, os astrônomos não tinham certeza se estrelas massivas em galáxias pobres em metais também poderiam fazer parte de um sistema binário. Agora, descobriu-se que esse é realmente o caso.

Máquina do tempo

: "Usamos a Pequena Nuvem de Magalhães como uma máquina do tempo", explica Hugues Sana, da KU Leuven (Bélgica). "A Pequena Nuvem de Magalhães possui um ambiente de metalicidade representativo do de galáxias distantes quando o Universo tinha apenas alguns bilhões de anos."

Estudar estrelas massivas fora da Via Láctea é difícil porque elas estão distantes e recebemos pouca luz delas. Os pesquisadores utilizaram o espectrógrafo FLAMES no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile. É um dos maiores telescópios da Terra. O FLAMES possui 132 fibras ópticas, cada uma das quais pode ser direcionada a uma estrela diferente, que pode então ser observada simultaneamente.

Acelerar e desacelerar.

Durante um período de 3 meses, os pesquisadores observaram a aceleração e a desaceleração de 139 estrelas massivas do tipo O em 9 momentos diferentes. Essas estrelas têm massas entre 15 e 60 vezes a do nosso Sol. Elas são quentes, brilham intensamente e terminam suas vidas em explosões de supernova. No processo, o núcleo da estrela colapsa em um buraco negro. Os resultados mostram que mais de 70% das estrelas observadas aceleram e desaceleram. Isso é um sinal de uma parceira próxima.

"O fato de estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães terem uma parceira sugere que as primeiras estrelas do universo, que suspeitamos que também eram massivas, também tinham parceiras", diz a coautora Julia Bodensteiner, da Universidade de Amsterdã (Holanda). "Talvez alguns desses sistemas acabem como dois buracos negros orbitando um ao outro. É uma ideia empolgante." 

Os pesquisadores planejam observar as mesmas estrelas mais dezesseis vezes em um futuro próximo. O objetivo é reconstruir as órbitas precisas das estrelas binárias, determinar as massas de seus componentes e estudar a natureza e as propriedades da estrela companheira.

"Usando nossas medições, cosmólogos e astrofísicos que estudam o universo jovem e pobre em metais poderão então confiar em nosso conhecimento de estrelas binárias massivas com maior confiança", conclui Tomer Shenar, da Universidade de Tel Aviv (Israel). Mark Gieles , professor pesquisador do ICREA no Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona (Espanha), observa que "conhecer as propriedades de estrelas binárias massivas com baixa metalicidade é de grande importância para nossa compreensão da origem das fontes de ondas gravitacionais".

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