A Dra. Varsha Ramachandran do Centro de Astronomia da Universidade de Heidelberg (ZAH) e seus colegas descobriram a primeira estrela “despojada” de massa intermediária. Esta descoberta marca um elo perdido em nossa imagem da evolução estelar em direção a sistemas com fusão de estrelas de nêutrons, que são cruciais para nossa compreensão da origem de elementos pesados, como prata e ouro. A Dra. Ramachandran é pós-doutorando no grupo de pesquisa do Dr. Andreas Sander, localizado no Astronomisches Rechen-Institut (ARI) do ZAH. Esses resultados foram agora publicados na Astronomy & Astrophysics.
A equipe de pesquisadores descobriu o primeiro representante da população há muito prevista, mas ainda não confirmada, de estrelas despojadas de massa intermediária. “Estrelas descascadas” são estrelas que perderam a maior parte de suas camadas externas, revelando seu núcleo quente e denso rico em hélio, que resulta da fusão nuclear de hidrogênio com hélio. A maioria dessas estrelas despojadas é formada em sistemas estelares binários nos quais a forte atração gravitacional de uma estrela se desprende e acumula matéria de sua companheira.
Há muito tempo, os astrofísicos conhecem estrelas despojadas de baixa massa, conhecidas como subanãs, bem como suas primas massivas, conhecidas como estrelas Wolf-Rayet. Mas até agora, eles nunca foram capazes de encontrar nenhuma das chamadas “estrelas despojadas de massa intermediária”, levantando questões sobre se nosso quadro teórico básico precisa de uma grande revisão.
Ao pesquisar estrelas quentes e luminosas com dispositivos de espectroscopia de alta resolução do VLT, o Very Large Telescope do European Southern Observatory no Chile, a Dra. Ramachandran e seus colegas detectaram assinaturas suspeitas no espectro de uma estrela quente e massiva que anteriormente havia sido classificado como um único objeto. Uma investigação detalhada do espectro revelou que o objeto não é uma única estrela, mas na verdade um sistema binário, consistindo na estrela despojada de massa intermediária e uma companheira de rotação rápida, a chamada estrela Be que foi girada pela acreção de massa. do progenitor estrela despojada.
O sistema está localizado em uma galáxia anã vizinha chamada Pequena Nuvem de Magalhães (SMC). As estrelas nesta galáxia têm uma abundância menor de elementos mais pesados, simplesmente denominados “metais” pelos astrofísicos, do que as estrelas massivas da nossa Via Láctea. As estrelas massivas pobres em metal no SMC, portanto, atuam como uma janela para o passado de nossa própria galáxia e a evolução química do universo.
A Dra. Ramachandran fez seus estudos de graduação na Índia, antes de se mudar para Potsdam, Alemanha, para seu doutorado. Desde setembro de 2021, trabalha na ZAH/ARI. “Com nossa descoberta, demonstramos que a população há muito desaparecida de tais estrelas está realmente lá. Mas nossas descobertas também indicam que elas podem parecer muito diferentes do que esperávamos”, explica a Dra. Ramachandran e acrescenta que, em vez de ter perdido completamente Em suas camadas externas, essas estrelas podem reter uma quantidade pequena, mas suficiente, de hidrogênio no topo de seus núcleos de hélio, o que as faz parecer muito maiores e mais frias do que realmente são.
“Nós as chamamos de ‘estrelas parcialmente despojadas'”, acrescenta ela. Dr. Andreas Sander aponta que seu manto de hidrogênio restante é uma forma de disfarce. “As estrelas parcialmente despojadas parecem muito semelhantes às estrelas quentes normais, não despojadas, escondendo-se essencialmente à vista de todos. Somente dados de alta resolução combinados com análise espectral cuidadosa e modelos de computador detalhados podem revelar sua verdadeira natureza.”
Não é surpresa que eles tenham escapado da detecção por tanto tempo. “A revelação particular desta estrela foi a sua massa: algumas vezes mais massiva do que o nosso Sol pode parecer muito, mas é extraordinariamente leve para a sua aparência de supergigante azul,” explica o líder do grupo de pesquisa.
Dr. Jakub Klencki, pesquisador independente do European Southern Observatory (ESO) e co-autor do respectivo trabalho de pesquisa, explica que o sistema recém-descoberto serve como elo crítico na cadeia evolutiva que conecta várias “espécies” diferentes de objetos exóticos. “Nossos modelos de evolução estelar prevêem que daqui a cerca de um milhão de anos, a estrela despojada explodirá como a chamada supernova de envelope despojado, deixando para trás um remanescente de estrela de nêutrons”, disse o Dr. Klencki.
A descoberta da Dra. Ramachandran e seus colegas marca a primeira estrela despojada encontrada até hoje em uma galáxia pobre em metal. Se o binário sobreviver à explosão da supernova, os papéis das duas estrelas se inverterão: então, o companheiro Be-star doará massa ao agregador de estrelas de nêutrons, tornando-se o chamado binário de raios-X Be.
Tais sistemas fascinantes são considerados os progenitores de eventos de fusão dupla de estrelas de nêutrons, talvez os maiores espetáculos cósmicos observados até hoje e a origem de elementos químicos como prata ou ouro. Compreender seu caminho de formação é um dos principais desafios da astrofísica moderna, e as observações de estágios evolutivos intermediários são cruciais para alcançá-lo.
“Nossa descoberta acrescenta uma peça importante ao quebra-cabeça, gerando as primeiras restrições diretas sobre como a evolução da transferência de massa ocorre em tais sistemas estelares massivos”, conclui a Dra. Ramachandran.
Publicado em 09/07/2023 11h17
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