Com os cientistas medindo as ondas de energia que viajam pelas estrelas e as colocando em música, a melodia familiar assume um significado totalmente novo.
Os cientistas criaram uma simulação 3D de ondas de energia ondulando através de três estrelas separadas, converteram essas ondulações em ondas sonoras e, em seguida, definiram-nas para a melodia familiar de “Twinkle Twinkle Little Star”. Esta pesquisa deve permitir aos cientistas examinar mais profundamente o interior das estrelas do que nunca.
As estrelas parecem piscar visualmente de nosso ponto de vista na Terra devido aos efeitos da atmosfera, mas os corpos estelares também têm um “cintilar” intrínseco associado à ondulação do plasma em suas superfícies. Este último é imperceptível até mesmo para os telescópios mais avançados da Terra.
Para ver esse brilho inato pela primeira vez, pesquisadores da Northwestern University criaram simulações de energia que ondula de fornos nucleares situados no coração das estrelas para suas superfícies externas. E ao converter essas ondas de plasma ondulantes em ondas sonoras, a equipe permitiu que os entusiastas do espaço ouvissem as músicas estranhas e fascinantes criadas dentro de estrelas pequenas, médias e grandes.
“Movimentos nos núcleos das estrelas lançam ondas como as do oceano”, disse o líder do estudo, Evan Anders, um pós-doutorando do Centro de Exploração Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica (CIERA) da Northwestern, em um comunicado.
“Quando as ondas chegam à superfície da estrela”, continuou Anders, “elas a fazem piscar de uma forma que os astrônomos podem observar. Pela primeira vez, desenvolvemos modelos de computador que nos permitem determinar quanto uma estrela deve brilham como resultado dessas ondas. Este trabalho permite que futuros telescópios espaciais sondem as regiões centrais onde as estrelas forjam os elementos dos quais dependemos para viver e respirar.”
A orquestra caótica dentro das estrelas
Dentro de cada estrela existe uma região caótica e desordenada chamada zona de convecção, onde o plasma se agita e as partículas transportam calor do núcleo estelar para as camadas superiores do corpo. Essas partículas então esfriam e caem mais uma vez em direção ao coração da estrela.
“A convecção dentro das estrelas é semelhante ao processo que alimenta as tempestades”, disse Anders. “O ar resfriado cai, aquece e sobe novamente. É um processo turbulento que transporta calor.”
Em estrelas massivas, com massas em torno de 1,2 vezes a do Sol, a zona de convecção está localizada no núcleo estelar – mas, independentemente da profundidade dessa região, ela permanece fora da vista dos astrônomos. As ondas criadas na zona de convecção fazem com que a luz das estrelas diminua e clareie periodicamente, resultando em um brilho sutil na superfície de uma estrela.
Outras ondas geradas na zona de convecção ficam presas e saltam repetidamente dentro do interior estelar. Para criar simulações desses, os pesquisadores também tiveram que efetivamente “isolar” a estrela.
“Primeiro colocamos uma camada de amortecimento ao redor da estrela ?-? como as paredes acolchoadas que você teria em um estúdio de gravação ?-? para que pudéssemos medir exatamente como a convecção do núcleo faz ondas”, disse Anders, comparando isso com as paredes acolchoadas de um estúdio de música que minimizar a acústica.
Assim como esse preenchimento permite que os técnicos de música na Terra extraiam e manipulem facilmente o som puro, a insonorização estelar permitiu a Anders e seus colegas aprimorar as ondas puras que saem das zonas convectivas das estrelas.
Depois de rastrear como essas ondas mudaram à medida que ricocheteavam no interior das estrelas, a equipe finalmente conseguiu ver como as ondas apareceriam se pudessem ser vistas por poderosos telescópios.
“As estrelas ficam um pouco mais brilhantes ou um pouco mais escuras, dependendo de várias coisas acontecendo dinamicamente dentro da estrela”, disse Anders. “O brilho que essas ondas causam é extremamente sutil, e nossos olhos não são sensíveis o suficiente para vê-lo. Mas poderosos telescópios futuros podem ser capazes de detectá-lo.”
Brilha Brilha… Pequena… Média… Maciça… Estrela
A equipe então levou a inspiração do estúdio de som ainda mais, convertendo as ondas de plasma estelares em ondas sonoras. O som resultante estava fora da faixa de frequência da audição humana, então a equipe também aumentou a frequência da onda para tornar a música audível para nós.
Eles descobriram que, dependendo do tamanho e brilho de uma estrela, o som resultante mudava. Os sons do núcleo de uma estrela massiva, por exemplo, eram distorcidos como o ruído de uma arma de raios de um filme de ficção científica dos anos 1950. Mas os sons também continuaram a mudar à medida que as ondas atingiam a camada superficial da estrela.
Para estrelas maiores, o som tornou-se mais como um eco em uma sala vazia. Para estrelas médias, mudou para se assemelhar a um zumbido persistente em uma paisagem chuvosa e, para estrelas pequenas, ondas atingindo a superfície soaram como uma sirene.
E, finalmente, para tornar esse efeito menos abstrato, a equipe passou músicas familiares pelas estrelas de tamanhos diferentes, incluindo um clipe de áudio de “Júpiter”, um movimento da suíte orquestral “Os Planetas” do compositor Gustav Holst e, é claro, “Twinkle , Pequena estrela brilhante.” O resultado foi a transformação dessa música familiar em algo adequadamente distante e assustador.
“Estávamos curiosos para saber como uma música soaria se fosse ouvida como propagada por uma estrela”, concluiu Anders. “As estrelas mudam a música e, correspondentemente, mudam a aparência das ondas se as víssemos como cintilantes na superfície da estrela.”
A pesquisa da equipe foi publicada na edição de 27 de julho da revista Science.
Publicado em 02/08/2023 11h21
Artigo original:
Estudo original: