Algumas enormes, algumas pequenas. Algumas compactadas, outras expandidas. O cosmos está cheio de objetos que desafiam as expectativas.
O Sol é uma estrela muito chata. Ainda queimando o hidrogênio em seu núcleo, nosso Sol de meia-idade está confortável em seu tamanho atual, relativamente pequeno. E embora continue assim por cerca de 5 bilhões de anos mais, nossa estrela acabará ficando sem hidrogênio e passará a fundir hélio bem no fundo. Isso inflará o Sol em uma gigante vermelha ao longo de apenas algumas centenas de milhões de anos. Depois de engolfar os planetas mais internos, possivelmente incluindo a Terra, o Sol continuamente se desprenderá de suas camadas externas, eventualmente deixando para trás uma anã branca fumegante cercada por uma bela nebulosa planetária de gás brilhante.
Essa é a vida pitoresca que a maioria das estrelas vive. Mas, assim como as pessoas, algumas estrelas têm experiências totalmente diferentes. Então, vamos fazer uma revisão rápida de algumas das estrelas mais extremas do universo.
A maior: UY Scuti
[Na verdade a maior estrela conhecida do universo em outubro de 2020 é a Stephenson 2-18]
Assim como no Universo DC, às vezes a maneira mais clara para os astrônomos expressarem algo é realmente extraordinário é adicionar o prefixo super. É o caso do Superman, bem como das estrelas supergigantes – uma categoria adequada para a maior estrela conhecida no universo, UY Scuti.
Um dia, o Sol se tornará uma gigante vermelha. Mas se tivesse começado sua vida com uma dúzia ou mais de vezes sua massa atual, poderia ter evoluído para uma supergigante vermelha. (UY Scuti já perdeu muita massa.) A maior dessas estrelas, às vezes chamada de hipergigantes, pode aumentar para mais de 1.000 vezes o tamanho do Sol. Mas UY Scuti, localizado perto do centro da Via Láctea na constelação de Scutum, tem cerca de 1.700 vezes a largura do Sol.
Em 1860, os astrônomos do Observatório de Bonn, na Alemanha, catalogaram pela primeira vez o UY Scuti como parte de uma pesquisa estelar. Mais tarde, porém, os pesquisadores notaram que o brilho de UY Scuti muda ao longo de um período de cerca de 740 dias, levando-os a reclassificá-lo como uma estrela variável. Algumas dessas estrelas variam em brilho por razões externas, como serem eclipsadas por outra estrela ou nuvens de gás e poeira de nosso ponto de vista. No entanto, variáveis intrínsecas como UY Scuti experimentam mudanças físicas internas, como pulsações. No caso do UY Scuti, ele varia em brilho porque está constantemente fazendo yo-yo em termos de tamanho – tornando as medidas exatas de sua circunferência um desafio.
Mas como qualquer supergigante vermelha – incluindo Betelgeuse – UY Scuti está destinada a terminar sua vida com um estrondo. Depois de exaurir o combustível de hélio em seu núcleo, ele forjará ferozmente elementos cada vez mais pesados. E, desde que UY Scuti não expulse muita massa ao longo de sua vida restante, ele acabará por começar a produzir ferro.
Fazer ferro é uma sentença de morte para estrelas. Ao contrário de quando combina elementos mais leves, quando uma estrela força dois núcleos de ferro juntos, ela não libera energia; em vez disso, retira energia do ambiente. Isso causa um colapso descontrolado, onde a estrela não gera mais pressão para fora o suficiente para impedir que imploda sob sua própria gravidade.
O resultado final? Uma poderosa supernova de colapso do núcleo (tipo II) que finalmente – embora brevemente – tornará o UY Scuti visível da Terra a olho nu.
A mais massiva: RMC 136a1
As aparências enganam. Só porque uma estrela tem um certo tamanho, não significa que tenha uma certa massa. Esse é absolutamente o caso da estrela mais massiva conhecida no universo – RMC 136a1 – que agrega muito peso em uma estrutura surpreendentemente fina. Embora seja considerado mais de 300 vezes a massa do nosso Sol, RMC 136a1 é apenas cerca de 30 vezes mais largo que a nossa estrela.
Localizada na maior galáxia satélite da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães, RMC 136a1 é apenas uma das muitas estrelas em chamas que ioniza o gás dentro de NGC 2070. Este enorme aglomerado de estrelas aberto fica no coração da Nebulosa da Tarântula, que é a estrela mais brilhante -formando região em nossa vizinhança galáctica. Graças às observações do Telescópio Espacial Hubble, os astrônomos sabem que RMC 136a1 é apenas uma das mais de 200 estrelas brilhantes e massivas na área imediata, todas encontradas dentro de um aglomerado chamado RMC 136. No entanto, RMC 136a1 é o mais brilhante desses faróis. Além de deter o título de estrela mais massiva, RMC 136a1 também leva a coroa de estrela mais luminosa.
Embora a idade exata desse peso pesado estelar ainda seja incerta, de acordo com um estudo de 2016, RMC 136a1 pode ter apenas algumas centenas de milhares a um milhão de anos, então acredita-se que ainda esteja queimando hidrogênio em seu núcleo. E porque RMC 136a1 é uma estrela Wolf-Rayet rara, é incrivelmente quente, repleta de elementos pesados e possui ventos estelares extremamente poderosos que estão soprando de suas camadas externas.
Esses ventos estelares são tão poderosos – atingindo uma velocidade de cerca de 5,8 milhões de mph (9,4 milhões de km / h) – que, ao final de sua vida, a estrela deve expelir gás suficiente para pesar pouco mais de 50 massas solares. No entanto, isso ainda é grande o suficiente para produzir uma supernova surpreendente. Afinal, o progenitor da Supernova 1987A, também localizado na Grande Nuvem de Magalhães, tinha apenas cerca de 20 massas solares.
A menor: EBLM J0555-57Ab
Quando se trata de estrelas, o tamanho é importante.
Se uma estrela for excepcionalmente massiva, ela engole seu combustível, fazendo com que viva rápido e morra muito. No entanto, se uma estrela for pequena e leve, seu metabolismo é lento, o que lhe permite viver uma vida extremamente longa. Mas quão pequena pode ser uma estrela? Bem, EBLM J0555-57Ab está bem no limite.
Com apenas 85 vezes a massa de Júpiter e uma lasca mais larga que Saturno, EBLM J0555-57Ab contorna o limite inferior do que é considerado uma estrela.
“Nossa descoberta revela como as estrelas podem ser pequenas”, disse o autor principal Alexander Boetticher, da Universidade de Cambridge, em um comunicado à imprensa após encontrar a estrela diminuta em 2017. “A estrela se formou com uma massa apenas ligeiramente menor, a reação de fusão do hidrogênio em seu núcleo não poderia ser sustentado, e a estrela teria se transformado em uma anã marrom.”
Embora não sejam bem compreendidas, as anãs marrons são não exatamente planetas, não exatamente estrelas cujos núcleos só podem fundir uma forma pesada de hidrogênio chamada deutério, bem como possivelmente lítio. “Entender a fronteira que separa as estrelas das anãs marrons melhorará nossa compreensão de como se formam e evoluem”, disse Serge Dieterich, do Carnegie Institution for Science, um astrônomo que estuda as menores estrelas, em um comunicado.
EBLM J0555-57Ab pode ser minúscula, mas existem outras estrelas por aí que se comparam com sua massa insignificante. Por exemplo, a estrela TRAPPIST-1, que hospeda pelo menos sete planetas rochosos, inclina as escalas em 0,089 M? – apenas um pouco mais massivo do que EBLM J0555-57Ab. E porque estrelas com menos de 25 por cento da massa do Sol são o tipo mais comum de estrelas e excelentes candidatas para hospedar planetas do tamanho da Terra, aprender mais sobre a vida das estrelas menores pode ajudar os pesquisadores a descobrir planetas semelhantes à Terra potencialmente habitáveis ao seu redor .
A mais quente: WR 102
ENQUANTO AS ESTRELAS PODEM não seguir a proporção exata definida por esta citação do século VI aC. no trabalho do chinês Tao Te Ching, a essência é verdadeira. Quanto mais rápido uma estrela queima seu combustível, mais curta sua vida útil. E este é certamente o caso das estrelas do Wolf-Rayet. Essas estrelas não apenas queimam incrivelmente quentes e brilhantes, mas seus ventos estelares também lançam grande parte de seu combustível potencial para o espaço. A estrela mais quente conhecida, WR 102, é uma dessas Wolf-Rayet, com uma temperatura de superfície 35 vezes mais alta que a do sol.
Como Baskin-Robbins, estrelas Wolf-Rayet vêm em uma variedade de sabores. A estrela mais massiva, RMC 136a1, tem um tipo espectral de WN, o que significa que é rica em nitrogênio ionizado como resultado da rápida conversão de hidrogênio em hélio em seu núcleo ígneo por meio do ciclo C-N-O.
No entanto, a estrela mais quente, WR 102, é um Wolf-Rayet do tipo WO especialmente raro, que é uma estrela de estágio avançado que tem uma superfície altamente enriquecida com oxigênio ionizado. Dito isso, os astrônomos conhecem apenas cerca de 10 estrelas Wolf-Rayet do tipo WO em todo o universo.
Mesmo para uma estrela Wolf-Rayet, a WR 102 tem ventos estelares intensos. Atualmente, eles estão soprando cerca de um Sol em massa da superfície da estrela a cada 100.000 anos. Isso significa que o WR 102 está perdendo centenas de milhões de vezes mais massa a cada ano do que o sol. Embora isso possa não parecer muito para uma estrela massiva, tenha em mente que, a este ritmo, WR 102 teria desaparecido completamente em menos de 2 milhões de anos. Mas quem pode esperar tanto tempo?
Os astrônomos estão interessados no WR 102 não apenas por causa de sua temperatura de superfície excepcionalmente infernal e rápida perda de massa, mas também porque a estrela é uma das principais candidatas a se tornar uma supernova em um futuro relativamente próximo. Em um artigo de 2015 que explorou quanto tempo resta para uma variedade de Wolf-Rayets do tipo WO antes de explodir como supernovas, WR 102 foi encontrado para ter o pior prognóstico.
De acordo com os autores: “WR 102 é uma estrela ardente de hélio pós-núcleo e tem uma vida útil restante de menos de 2.000 anos.”
A mais rápida: S5-HVS1
O Sol voa pelo espaço a uma velocidade rápida de 490.000 mph (790.000 km / h) em relação à Via Láctea. Isso é rápido, mas não é nada para se vangloriar. Em vez disso, o direito de se gabar da estrela mais rápida conhecida (que não é uma anã branca) pertence a um demônio da velocidade conhecido como S5-HVS1. Esta estrela de meia-idade e hipervelocidade está fugindo de nossa galáxia a mais de 3,9 milhões de mph (6,3 milhões de km / h). Para referência, isso é cerca de 0,6 por cento da velocidade da luz.
Os astrônomos encontraram pela primeira vez a estrela passando pela constelação sul de Grus em 2019. Depois de traçar sua órbita no tempo, eles rapidamente perceberam que ela está vindo do centro da Via Láctea, perto de nosso buraco negro supermassivo de massa solar de aproximadamente 4 milhões, Sagitário A *.
“Isso é muito emocionante, pois há muito suspeitamos que os buracos negros podem ejetar estrelas com velocidades muito altas. No entanto, nunca tivemos uma associação inequívoca de uma estrela tão rápida com o centro galáctico”, disse Sergey Koposov, da Carnegie Mellon University, principal autor do estudo, em um comunicado à imprensa. “Achamos que o buraco negro ejetou a estrela com uma velocidade de milhares de quilômetros por segundo há cerca de 5 milhões de anos. Essa ejeção aconteceu no momento em que os ancestrais da humanidade estavam aprendendo a andar sobre dois pés.”
Embora solteiro agora, os pesquisadores suspeitam que S5-HVS1 nem sempre esteve sozinho. A evidência sugere que a estrela foi ejetada graças a um processo chamado mecanismo Hills, que foi delineado há cerca de três décadas pelo astrônomo Jack Hills. A ideia é que S5-HVS1 já fez parte de um sistema binário que tango com Sagitário A *. Quando o par estelar se aventurou muito perto, o buraco negro capturou a estrela companheira, liberando S5-HSV1 de sua dança binária e lançando-a através do espaço.
“Minha parte favorita dessa descoberta é pensar sobre de onde essa estrela veio e para onde está indo”, disse o co-autor Alex Ji. “Ela nasceu em um dos lugares mais loucos do universo, perto de um buraco negro supermassivo com muitos outros amigos estrelas próximos; mas vai deixar nossa galáxia e morrer sozinha, no meio do nada. Uma queda e tanto em desgraça.”
Essa pode não ser a vida ideal para uma estrela, mas pelo menos não sofreu o destino de sua companheira.
Publicado em 03/10/2020 21h48
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