O HALO RESPLANDECENTE DE UMA ESTRELA ZOMBIE
13 de novembro de 2015
Esta impressão artística mostra como é que um asteroide desfeito pela forte força de gravidade de uma anã branca formou um anel de partículas de poeira e restos que orbita o núcleo estelar queimado do tamanho da Terra de SDSS J1228+1040. O gás produzido por colisões a ocorrer no interior do disco foi detetado por observações obtidas ao longo de 12 anos com o VLT, que revelam um arco fino resplandecente.
Crédito: Mark Garlick (www.markgarlick.com) e Universidade de Warwick/ESO
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Os restos de uma interação fatal entre uma estrela morta e um asteroide foram estudados pela primeira vez com todo o pormenor por uma equipa internacional de astrónomos que utilizou o VLT (Very Large Telescope) situado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Este estudo ajuda-nos a prever como será o futuro distante do Sistema Solar.
Uma equipa de investigadores liderada por Christopher Manser, um estudante de doutoramento da Universidade de Warwick no Reino Unido, utilizou dados do VLT e doutros observatórios para estudar os restos destruídos de um asteroide em torno de uma estrela morta — uma anã branca chamada SDSS J1228+1040.
Usando vários instrumentos, incluindo o UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) e o X-shooter, ambos montados no VLT, a equipa obteve observações detalhadas da radiação emitida pela anã branca e pelo material que a rodeia durante um período de 12 anos — entre 2003 e 2015. Foram necessárias observações de longa duração para estudar o sistema sob vários aspetos.
"A imagem que criámos a partir dos dados processados mostra-nos que estes sistemas são claramente do tipo de discos e revela muitas estruturas que não poderiam ter sido detetadas com uma única observação," explica o autor principal do trabalho Christopher Manser.
A equipa utilizou uma técnica chamada tomografia Doppler — semelhante à tomografia médica que é utilizada para observar o corpo humano — a qual permitiu mapear em detalhe, e pela primeira vez, a estrutura gasosa resplandecente que resta da "refeição" da anã branca e que a orbita.
Enquanto as estrelas grandes — mais massivas do que dez vezes a massa do Sol — sofrem no final das suas vidas um clímax espetacularmente violento sob a forma de explosão de supernova, as estrelas mais pequenas não têm um fim tão dramático. Quando as estrelas como o Sol chegam ao final das suas vidas, consomem todo o seu combustível, expandem-se nas chamadas gigantes vermelhas e mais tarde expelem as suas camadas exteriores para o espaço. Os seus núcleos quentes e muito densos — uma anã branca — é tudo o que resta do objeto.
Mas poderão os planetas, asteroides e outros corpos do sistema sobreviver a tal provação? O que restará? As novas observações ajudam a responder a estas questões.
É raro as anãs brancas terem em órbita discos de material gasoso — apenas foram encontradas até à data sete nestas condições. A equipa concluiu que um asteroide se aproximou perigosamente da estrela morta, tendo ficado desfeito pelas enormes forças de maré a que foi sujeito, formando por isso o disco de matéria que vemos agora.
O disco que orbita a estrela formou-se de maneira semelhante aos fotogénicos anéis que vemos em torno de planetas próximo de nós, como Saturno. No entanto, apesar de J1228+1040 ter um diâmetro sete vezes menor que o de Saturno, tem uma massa 2500 vezes superior. A equipa descobriu que a distância entre a anã branca e o seu disco é também muito diferente — Saturno e os seus anéis caberiam confortavelmente no espaço entre eles.
O novo estudo a longo termo efetuado com o VLT permitiu à equipa observar a precessão do disco sob a influência do forte campo gravitacional da anã branca. A equipa descobriu ainda que o disco está ligeiramente torto e não se tornou ainda circular.
"Quando descobrimos este disco de restos em órbita da anã branca em 2006, não podíamos imaginar os detalhes extraordinários que vemos agora nesta imagem, criada a partir de 12 anos de dados — valeu definitivamente a pena esperar," acrescentou Boris Gänsicke, coautor do estudo.
Restos como J1228+1040 dão-nos pistas importantes para compreender o meio que se forma quando as estrelas chegam ao fim das suas vidas. Este facto ajuda os astrónomos a perceber melhor os processos que ocorrem em sistemas exoplanetários e até a prever o destino do Sistema Solar quando o Sol chegar ao fim dos seus dias daqui a cerca de sete mil milhões de anos.
Este gráfico é um tipo invulgar de imagem que mostra as velocidades do gás no disco que orbita a anã branca SDSS J1228+1040. Foi mapeado a partir de observações do VLT durante um período de 12 anos, através de um método chamado tomografia Doppler. Os círculos a tracejado correspondem a material em órbitas circulares a duas distâncias diferentes da estrela. O gráfico parece "virado ao contrário" porque a matéria desloca-se mais rapidamente em órbitas mais interiores.
Crédito: Universidade de Warwick/C. Manser/ESO
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Impressão artística do disco de restos em torno da anã branca SDSS J1228+1040 (à esquerda) na mesma escala que Saturno e os seus anéis (à direita). Embora a anã branca tenha um diâmetro cerca de sete vezes menor que Saturno, a sua massa é 2500 vezes maior.
Crédito: Mark Garlick (www.markgarlick.com) e Universidade de Warwick/ESO/NASA/Cassini
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