Uma classe de estrelas que abalou frequências discordantes em toda a galáxia acaba de ser desembaraçada. Usando dados coletados pelo telescópio espacial TESS da NASA, os astrônomos finalmente encontraram um ritmo nas pulsações de estranhas jovens estrelas.
Eles são chamados estrelas variáveis delta Scuti e giram tão rapidamente que as estrelas achatam-se um pouco, embaralhando seus padrões de pulsação e produzindo o que parece ser o caos.
A partir desse caos, agora temos ordem: modos de pulsação regulares de alta frequência identificados em 60 estrelas delta Scuti de massa intermediária, variando entre 1,5 e 2,5 vezes a massa do Sol.
“As estrelas Delta Scuti claramente pulsam de maneiras interessantes, mas os padrões dessas pulsações até agora desafiaram o entendimento”, disse o astrônomo Tim Bedding, da Universidade de Sydney, na Austrália.
“Para usar uma analogia musical, muitas estrelas pulsam em acordes simples, mas as estrelas delta Scuti são complexas, com notas que parecem confusas. A TESS nos mostrou que isso não é verdade para todas elas.”
Pulsações estelares não são um fenômeno incomum. Muitas estrelas – talvez até todas – oscilam em padrões rítmicos, causados por ondas acústicas que balançam dentro da estrela. Pensa-se que essas ondas sejam criadas por convecção e pelo campo magnético da estrela e fazem com que a estrela se expanda e se contraia levemente, como um batimento cardíaco. Isso é detectável como variações fracas na quantidade de luz emitida pela estrela.
Assim como os terremotos podem ser usados para sondar as entranhas da Terra, as oscilações das estrelas podem revelar o que está acontecendo dentro delas, que pode ser usado para aprender mais sobre propriedades como idade, composição e temperatura – um campo conhecido como asteroseismologia.
Para coletar dados asteroseismológicos, você precisa observar as estrelas por um bom tempo para coletar informações abrangentes sobre suas variações de luz. E como o TESS foi construído exatamente para observar muitas estrelas ao mesmo tempo para detectar variações de luz – embora de trânsitos exoplanetários, em vez de oscilações estelares – está se tornando um campeão de asteroseismologia.
Além de suas observações em larga escala em busca de exoplanetas, o TESS tem monitorado de perto milhares de estrelas delta Scuti. Foi nessas últimas observações que os pesquisadores descobriram algo surpreendente: um subconjunto de estrelas delta Scuti que pareciam ter padrões de pulsação regulares.
O Kepler também fez observações de cerca de 300 estrelas delta Scuti ao longo de um período de quatro anos, então a equipe adicionou esses dados à sua pesquisa. Utilizando software especialmente projetado, eles analisaram 92.000 curvas de luz, o que levou à identificação de 60 estrelas com pulsações regulares em altas frequências.
“Os dados do TESS da NASA forneceram detecções precisas em um número muito maior dessas estrelas do que tínhamos antes”, disse o astrônomo Daniel Huber, da Universidade do Havaí. “Isso finalmente esclareceu a situação e conseguimos identificar estruturas regulares. É como as notas de uma música finalmente se encaixando para tocar uma bela melodia”.
Uma análise mais abrangente das propriedades do subconjunto pulsante regularmente das estrelas delta Scuti está se revelando reveladora: todas elas são mais jovens que as estrelas delta Scuti que continuam desafiando a ordem.
Isso é consistente com nossa compreensão da evolução estelar – que os espectros de pulsação se tornam mais complexos à medida que as estrelas envelhecem. Mas também pode ser usado como uma ferramenta poderosa.
“Podemos usar as informações sobre espaçamentos regulares em outras estrelas delta Scuti como diagnóstico da idade”, explicou o astrônomo Daniel Holdsworth, da Universidade de Lancashire, no Reino Unido.
“A idade de uma estrela, ou grupos de estrelas, pode ser difícil de determinar, com resultados diferentes por um fator de duas. No entanto, a asteroseismologia tem o poder de fornecer idades muito precisas, proporcionando a oportunidade de expandir nossa compreensão da galáxia ao nosso redor.”
Os dados já ajudaram a resolver um debate sobre a era de uma estrela delta Scuti chamada HD 31901, que pertence ao fluxo de estrelas Pisces-Eridanus perto do bairro solar. Dois cálculos anteriores surgiram com idades muito diferentes – cerca de 1 bilhão de anos, com base em um gigante vermelho que pensava ser parte do fluxo; e 130 milhões de anos, com base na rotação de outras estrelas dentro do fluxo.
Os dados asteroseismológicos no HD 31901 sugerem que ela tenha cerca de 150 milhões de anos – apoiando a idade mais jovem do fluxo.
“Isso realmente é um avanço. Agora, temos uma série regular de pulsações para essas estrelas que podemos entender e comparar com os modelos”, disse o astrônomo Simon Murphy, da Universidade de Sydney.
“Isso nos permitirá medir essas estrelas usando asteroseismologia de uma maneira que nunca fomos capazes de fazer. Mas também nos mostrou que isso é apenas um trampolim para o entendimento das estrelas delta Scuti”.
Publicado em 16/05/2020 16h03
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