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UM MISTÉRIO CÓSMICO: TELESCÓPIO DO ESO CAPTURA DESAPARECIMENTO DE ESTRELA MASSIVA
3 de julho de 2020

 


Esta ilustração mostra como é que a estrela variável azul luminosa da galáxia anã Kinman poderia ter sido antes do seu desaparecimento misterioso.
Crédito: ESO/L. Calçada

 

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescópio) do ESO, os astrónomos descobriram a ausência de uma estrela instável massiva numa galáxia anã. Os cientistas pensam que este facto pode indicar que a estrela se tornou menos brilhante e parcialmente obscurecida por poeira. Uma explicação alternativa seria que a estrela colapsou num buraco negro sem, no entanto, dar origem a uma supernova. "Se for verdade", diz Andrew Allan, o líder da equipa e estudante de doutoramento no Trinity College Dublin, na Irlanda, "esta pode ser a primeira deteção direta de uma tal estrela gigante a terminar a sua vida deste modo."

Entre 2001 e 2011, várias equipas de astrónomos estudaram uma estrela massiva misteriosa situada na galáxia anã Kinman, tendo as suas observações indicado que este objeto se encontrava num estado final de evolução. Allan e colaboradores na Irlanda, Chile e Estado Unidos, queriam saber mais sobre como é que estrelas muito massivas terminam as suas vidas e a estrela na galáxia anã Kinman parecia ser o alvo perfeito para este estudo. No entanto, em 2019, quando apontaram o VLT do ESO à galáxia distante, não conseguiram encontrar a assinatura da estrela. "Em vez disso, e surpreendentemente, descobrimos que a estrela tinha desaparecido!" explica Allan, que liderou um estudo sobre esta estrela, publicado na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Situada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação do Aquário, a galáxia anã Kinman está longe demais para que os astrónomos possam observar estrelas individuais, no entanto podem ser detetadas as assinaturas de algumas delas. Entre 2001 e 2011, a radiação emitida pela galáxia mostrou de forma consistente evidências da existência de uma estrela 'variável azul luminosa' com cerca de 2,5 milhões de vezes mais brilho que o Sol. As estrelas deste tipo são instáveis, mostrando ocasionalmente variações drásticas no seu espectro e brilho. Apesar destas variações, as variáveis azuis luminosas apresentam traços específicos que os astrónomos conseguem identificar, no entanto estes traços não se encontravam nos dados que a equipa obteve em 2019, levando-a a pensar no que poderia ter acontecido à estrela. "Seria altamente invulgar que uma estrela massiva deste tipo desaparecesse sem produzir uma explosão de supernova muito brilhante," diz Allan.

 

Em agosto de 2019, o grupo observou a estrela com o instrumento ESPRESSO, utilizando os quatro telescópios de 8 metros do VLT em simultâneo. No entanto, não foram encontrados nenhuns dos sinais que apontavam anteriormente para a presença da estrela luminosa. Alguns meses mais tarde, o grupo utilizou o instrumento X-shooter, montado também no VLT, e mais uma vez não se observaram sinais alguns da estrela.

"É possível que tenhamos detetado uma das estrelas mais massivas do Universo local a desaparecer," diz Jose Groh, um membro da equipa, também do Trinity College Dublin. "A nossa descoberta não teria sido possível sem o uso dos telescópios de 8 metros do ESO, os seus instrumentos poderosos e o acesso rápido que tivemos a estas infraestruturas graças ao recente acordo de adesão que a Irlanda assinou com o ESO." A Irlanda tornou-se um Estado Membro do ESO em setembro de 2018.

A equipa analisou de seguida dados anteriores recolhidos com os instrumentos X-shooter e UVES, ambos montados no VLT do ESO, situado no deserto chileno do Atacama, e também dados doutros telescópios. "A Infraestrutura do Arquivo Científico do ESO permitiu-nos encontrar e usar dados do mesmo objeto obtidos em 2002 e 2009," disse Andrea Mehner, astrónoma do ESO no Chile que participou no estudo. "A comparação dos espectros UVES de alta resolução de 2002 com as nossas observações de 2019 obtidas com o mais recente espectrógrafo de alta resolução, o ESPRESSO, foi especialmente reveladora, tanto do ponto de vista astronómico como do ponto de vista instrumental."

Os dados mais antigos indicam que a estrela na galáxia anã Kinman poderia estar a passar por um forte período de explosão que, muito provavelmente, terminou algures após 2011. As estrelas variáveis azuis luminosas tais como esta têm tendência para sofrer enormes erupções ao longo das suas vidas, fazendo com que a sua taxa de perda de massa e luminosidade aumentem drasticamente.

Baseando-se nas suas observações e modelos, os astrónomos sugeriram duas explicações para o desaparecimento da estrela e ausência de uma supernova, relacionadas com esta possível explosão. A explosão pode ter resultado na transformação da estrela variável azul luminosa numa estrela menos luminosa, que pode também estar parcialmente escondida por poeira. Alternativamente, a equipa diz que a estrela pode também ter colapsado num buraco negro, sem no entanto ter dado origem a uma explosão de supernova. Este último evento seria, contudo, muito raro: o nosso conhecimento atual relativo ao final da vida das estrelas massivas aponta para que a maioria delas termine a sua vida sob a forma de supernovas.

No futuro, são necessários mais estudos para confirmar o destino desta estrela. O Extremely Large Telescope do ESO (ELT), que se pensa que comece a operar em 2025, será capaz de distinguir estrelas em galáxias distantes, como a galáxia anã Kinman, o que irá ajudar a resolver mistérios cósmicos como este.

 

 


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Imagem da galáxia anã Kinman, também chamada PHL 293B, obtida em 2011 com a WFC3 (Wide Field Camera 3) a bordo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, antes do desaparecimento da estrela massiva. Situada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância da Terra, a galáxia está longe demais para que os astrónomos possam observar estrelas individuais, no entanto em observações efetuadas entre 2001 e 2011, foram detetadas as assinaturas de uma estrela massiva. Estas assinaturas não estavam presentes em dados mais recentes.
Crédito: NASA, ESA/Hubble, J. Andrews (U. Arizona)


// ESO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (PDF)

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VLT:
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ESO:
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Wikipedia

 
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