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XMM-NEWTON REVELA PROEMINÊNCIA GIGANTE DE ESTRELA MINÚSCULA
28 de fevereiro de 2020

 


Impressão de artista de uma estrela anã L, uma estrela com uma massa tão pequena que está ligeiramente acima do limite do que realmente constitui uma estrela, apanhada no ato de expelir uma enorme "super-proeminência" de raios-X, conforme detetado pelo observatório de raios-X XMM-Newton da ESA.
Crédito: ESA

 

Uma estrela com cerca de oito por cento da massa do Sol foi apanhada a emitir uma enorme "super-proeminência" de raios-X - uma dramática erupção altamente energética que representa um problema fundamental para os astrónomos, que não consideravam ser possível em estrelas tão pequenas.

A culpada, conhecida pelo seu número de catálogo J0331-27, é uma anã L. É uma estrela com tão pouca massa que está apenas acima do limite do que constitui uma estrela. Se tivesse menos massa, não possuiria as condições internas necessárias para gerar a sua própria energia.

Os astrónomos descobriram a enorme proeminência de raios-X em dados registados no dia 5 de julho de 2008 pelo instrumento EPIC (European Photon Imaging Camera) a bordo do observatório de raios-X XMM-Newton da ESA. Em questão de minutos, a pequena estrela libertou mais de dez vezes mais energia do que as proeminências mais intensas do Sol.

As proeminências estelares são lançadas quando o campo magnético na atmosfera de uma estrela se torna instável e colapsa numa configuração mais simples. No processo, liberta uma grande proporção da energia aí armazenada.

Esta libertação explosiva de energia cria um brilho repentino - a proeminência - e é aqui que as novas observações apresentam o seu maior quebra-cabeças.

"Esta é a parte científica mais interessante da descoberta, porque não esperávamos que as anãs L armazenassem energia suficiente nos seus campos magnéticos para gerar tais surtos," diz Beate Stelzer, do Instituto de Astronomia e Astrofísica de Tübingen, Alemanha, e do INAF - Observatório Astronómico de Palermo, Itália, que fez parte da equipa de estudo.

A energia só pode ser colocada no campo magnético de uma estrela por partículas carregadas, também conhecidas como material ionizado e criadas em ambientes de alta temperatura. No entanto, sendo uma anã L, J0331-27 tem uma temperatura superficial baixa para uma estrela - apenas 2100K em comparação com os cerca de 6000K do Sol. Os astrónomos não pensavam que uma temperatura tão baixa pudesse ser capaz de gerar partículas carregadas suficientes para alimentar tanta energia no campo magnético. Portanto, o enigma é: como é que é possível uma super-proeminência numa estrela tão pequena?

"É uma boa pergunta," diz Beate. "Nós simplesmente não sabemos - ninguém sabe."

A super-proeminência foi descoberta em dados de arquivo do XMM-Newton como parte de um grande projeto de investigação liderado por Andrea De Luca do INAF - Instituto de Astrofísica Espacial e Física Cósmica em Milão, Itália. O projeto estudou a variabilidade temporal de aproximadamente 400.000 fontes detetadas pelo XMM-Newton ao longo de 13 anos.

Andrea e colaboradores procuravam, em particular, fenómenos peculiares e com J0331-27 certamente conseguiram isso. Várias estrelas semelhantes já tinham sido observadas a emitir super-proeminências na parte visível do espetro, mas esta é a primeira deteção inequívoca de uma erupção deste tipo em raios-X.

O comprimento de onda é importante porque assinala de que parte da atmosfera a super-proeminência vem: a luz ótica vem de mais profundamente na atmosfera da estrela, perto da sua superfície visível, ao passo que os raios-X vêm de mais alto na atmosfera.

A compreensão das semelhanças e diferenças entre esta nova - e até agora única - super-proeminência na anã L e as proeminências anteriormente observadas, detetadas em todos os comprimentos de onda em estrelas de maior massa, é agora uma prioridade para a equipa. Mas para alcançar isso, precisam de encontrar mais exemplos.

"Ainda há muito a ser descoberto no arquivo do XMM-Newton," diz Andrea. "De certa forma, acho que isto é apenas a ponta do iceberg."

Uma pista que efetivamente possuem é que existe apenas uma proeminência de J0331-27 nos dados, apesar do XMM-Newton ter observado a estrela por um total de 3,5 milhões de segundos - cerca de 40 dias. Isto é peculiar porque outras estrelas flamejantes tendem a sofrer de vários surtos mais pequenos.

"Os dados parecem sugerir que uma anã L leva mais tempo a acumular energia, de modo que há uma grande libertação repentina," diz Beate.

As estrelas com proeminências mais frequentes libertam menos energia de cada vez, enquanto esta anã L parece libertar energia muito raramente, mas num evento realmente grande. Porque é que isto pode ser o caso, ainda é uma questão em aberto que precisa de mais investigação.

"A descoberta desta super-proeminência numa anã L é um grande exemplo de investigação baseada no arquivo do XMM-Newton, demonstrando o enorme potencial científico da missão," diz Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. "Estou ansioso pela próxima surpresa."

 


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Uma proeminência gigante expelida pelo nosso próprio Sol, capturada no dia 27 de julho de 1999 pela SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA/NASA.
Crédito: SOHO (ESA & NASA)


Impressão de artista do XMM-Newton.
Crédito: ESA-C. Carreau


// ESA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Super-proeminência:
Wikipedia

Anã L:
Wikipedia

Observatório XMM-Newton:
ESA
Wikipedia

 
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