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Curiosa espiral avistada pelo ALMA em torno da gigante vermelha R Sculptoris (visualização dos dados).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
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Os astrónomos descobriram uma estrutura em espiral totalmente inesperada na matéria que rodeia a estrela velha R Sculptoris, com a ajuda do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Esta é a primeira vez que uma tal estrutura, juntamente com uma concha esférica exterior, é descoberta em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que os astrónomos conseguem obter dados a três dimensões de uma tal espiral. A estranha forma foi provavelmente criada por uma estrela companheira escondida, que orbita a gigante vermelha. Este trabalho é um dos primeiros resultados científicos do ALMA a ser publicado e foi publicado esta semana na revista Nature.
Uma equipa de astrónomos, utilizando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), o mais poderoso telescópio milimétrico/submilimétrico do mundo, descobriu uma estrutura em espiral surpreendente no gás que rodeia a estrela gigante vermelha R Sculptoris. Este facto significa que existe provavelmente uma estrela companheira que orbita a estrela, mas que nunca foi vista anteriormente. Os astrónomos ficaram igualmente surpreendidos ao descobrir que a gigante vermelha expeliu muito mais material do que o esperado.
"Já tínhamos visto anteriormente conchas em torno de estrelas deste tipo, mas esta é a primeira vez que vemos uma espiral de matéria a sair da estrela, juntamente com a concha circundante," diz o autor principal do artigo científico que descreve os resultados, Matthias Maercker, do ESO e do Instituto de Astronomia Argelander da Universidade de Bona, na Alemanha.
Uma vez que ejectam grandes quantidades de matéria, gigantes vermelhas, como R Sculptoris, contribuem imenso para a poeira e gás que constituem a matéria-prima na formação das futuras gerações de estrelas, sistemas planetários e, consequentemente, vida.
Mesmo na fase de Ciência Preliminar, quando estas novas observações foram obtidas, o ALMA distanciou-se logo em termos de qualidade dos outros observatórios submilimétricos. As observações preliminares mostraram claramente uma concha esférica em torno de R Sculptoris, mas nem a estrutura em espiral nem a companheira foram observadas.
"Quando observámos a estrela com o ALMA, nem metade das antenas estavam ainda operacionais. É realmente excitante imaginar o que a rede ALMA completa conseguirá observar quando estiver terminada em 2013", acrescenta Wouter Vlemmings da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, co-autor do estudo.
No final das suas vidas, as estrelas com massas até oito massas solares transformam-se em gigantes vermelhas e libertam enormes quantidades de massa sob a forma de um denso vento estelar. Durante a fase de gigante vermelha, as estrelas sofrem periodicamente pulsações térmicas. Este fenómeno corresponde a fases de curta duração, em que se verificam explosões de combustão de hélio na concha que envolve o núcleo estelar. Uma pulsação térmica faz com que a matéria seja expelida para fora da estrela a uma taxa muito elevada, o que origina a formação de uma grande concha de poeira e gás em torno da estrela. Depois da pulsação, a taxa à qual a estrela perde massa volta ao seu valor normal.
As pulsações térmicas ocorrem aproximadamente a cada 10.000 - 50.000 anos, durando apenas algumas centenas de anos. As novas observações de R Sculptoris mostram que esta estrela sofreu uma pulsação térmica há cerca de 1800 anos, a qual durou cerca de 200 anos. A estrela companheira moldou o vento de R Sculptoris em forma de espiral.
"Ao aproveitar o poder do ALMA para observar pequenos detalhes, podemos compreender muito melhor o que acontece à estrela antes, durante e depois da pulsação térmica, através do estudo da forma da concha e da estrutura em espiral," diz Maercker. "Sempre esperámos que o ALMA nos desse uma nova visão do Universo, mas estar já a descobrir coisas novas inesperadas, com uma das primeiras configurações de observação é verdadeiramente excitante."
De modo a descrever a estrutura observada em torno de R Sculptoris, a equipa de astrónomos correu simulações de computador para seguir a evolução de um sistema binário. Estes modelos ajustam muito bem as novas observações do ALMA.
"É um verdadeiro desafio tentar descrever de forma teórica todos os detalhes observados pelo ALMA, mas os nossos modelos de computador mostram que estamos realmente no caminho certo. O ALMA está a dar-nos novas pistas sobre o que se passa nestas estrelas e o que pode acontecer ao Sol daqui a alguns milhares de milhões de anos," diz Shazrene Mohamed do Instituto de Astronomia Argelander, em Bona, Alemanha, e do Observatório Astrónomico da África do Sul, co-autora do estudo.
"Num futuro próximo, observações de estrelas como R Sculptoris pelo ALMA ajudar-nos-ão a compreender como é que os elementos de que somos constituídos chegaram a locais como a Terra. Dar-nos-ão também uma pista de como é que o futuro longínquo da nossa própria estrela poderá ser," conclui Matthias Maercker.
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