Os astrônomos, através de uma pesquisa infravermelha de uma década, descobriram um novo tipo de estrela gigante idosa e numerosas protoestrelas na Via Láctea. Este estudo inovador, que revela estrelas que periodicamente emitem fumo e sofrem explosões, fornece uma nova compreensão da evolução estelar e da distribuição elementar. (Conceito do artista.) Crédito: SciTechDaily.com
Novos tipos de estrelas, incluindo “velhas fumadoras” e protoestrelas em erupção, foram descobertos no via Láctea. Esta pesquisa, utilizando telescópios avançados, desafia as teorias existentes sobre os ciclos de vida estelares e a distribuição de elementos no espaço.
Estrelas “ocultas”, incluindo um novo tipo de gigante idoso apelidado de “velho fumante”, foram avistadas pela primeira vez por astrônomos.
Os objetos misteriosos existem no coração da nossa galáxia, a Via Láctea, e podem permanecer quietos por décadas – desaparecendo quase até a invisibilidade – antes de repentinamente expelirem nuvens de fumaça, de acordo com um novo estudo publicado em 26 de janeiro no Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Impressão artística de uma nuvem de fumaça e poeira sendo expelida por uma estrela gigante vermelha. Vista da esquerda, a estrela permanece brilhante, mas se vista da direita, ela fica invisível. Crédito: Philip Lucas/Universidade de Hertfordshire
Insights infravermelhos e fenômenos protostar
Uma equipa internacional de cientistas liderada pelo professor Philip Lucas, da Universidade de Hertfordshire, fez a sua descoberta inovadora depois de monitorizar quase mil milhões de estrelas em luz infravermelha durante uma pesquisa de 10 anos do céu noturno.
Também detectaram dezenas de estrelas recém-nascidas raramente vistas, conhecidas como protoestrelas, que sofrem explosões extremas durante um período de meses, anos ou décadas, como parte da formação de um novo sistema solar.
A maioria destas estrelas recém-descobertas estão escondidas da vista na luz visível por grandes quantidades de poeira e gás na Via Láctea – mas a luz infravermelha consegue passar, permitindo aos cientistas vê-las pela primeira vez.
Impressão artística de uma erupção no disco de matéria em torno de uma estrela recém-nascida. A parte mais interna do disco fica mais quente que a própria estrela. Crédito: Philip Lucas/Universidade de Hertfordshire
Astrônomos do Reino Unido, Chile, Coreia do Sul, Brasil, Alemanha e Itália realizaram suas pesquisas com a ajuda do Telescópio de Pesquisa Visível e Infravermelho (VISTA) – um telescópio construído pelos britânicos no alto dos Andes chilenos, no Observatório Cerro Paranal, que faz parte do Observatório Europeu do Sul (ISSO).
A equipe manteve um olhar atento a centenas de milhões de estrelas e analisou 222 que apresentavam as maiores mudanças no brilho.
Análise Espectral e Pesquisa VVV
O professor Lucas disse: “Cerca de dois terços das estrelas eram fáceis de classificar como eventos bem compreendidos de vários tipos.
“O resto foi um pouco mais difícil, então usamos o ESO Telescópio muito grande para obter espectros de muitos deles individualmente. Um espectro mostra-nos quanta luz podemos ver em diferentes comprimentos de onda, dando uma ideia muito mais clara do que estamos a ver.”
Imagens infravermelhas de uma estrela gigante vermelha a cerca de 30.000 anos-luz de distância, perto do centro da nossa galáxia, a Via Láctea, que desapareceu e reapareceu ao longo de vários anos. Crédito: Philip Lucas/Universidade de Hertfordshire
O trabalho foi realizado como parte de uma pesquisa de longo prazo chamada ‘Variáveis VISTA na Via Láctea’, ou VVV.
Zhen Guo, ex-integrante da Universidade de Hertfordshire e agora baseado na Universidade de Valparaíso, no Chile, liderou o trabalho nos espectros.
Ele disse: “Nosso principal objetivo era encontrar estrelas recém-nascidas raramente vistas, também chamadas de protoestrelas, enquanto elas estão passando por uma grande explosão que pode durar meses, anos ou até décadas.
“Essas explosões acontecem no disco de matéria que gira lentamente e que está formando um novo sistema solar. Eles ajudam a estrela recém-nascida no meio a crescer, mas dificultam a formação de planetas.
“Ainda não entendemos por que os discos ficam instáveis dessa forma.”
A equipe descobriu 32 protoestrelas em erupção cujo brilho aumentou pelo menos 40 vezes e, em alguns casos, mais de 300 vezes.
A maioria das erupções ainda está em curso, permitindo aos astrónomos, pela primeira vez, analisar um grande lote destes eventos misteriosos ao longo da sua evolução – desde o estado inicial de repouso, passando pelo pico de brilho, até à fase de declínio.
Enterrada nas profundezas da nuvem escura de gás e poeira que preenche a imagem, esta estrela brilhou gradualmente 40 vezes ao longo de 2 anos e permanece brilhante desde 2015. A causa de tais eventos não é claramente compreendida. Esta imagem infravermelha mostra o que veríamos se nossos olhos fossem sensíveis a comprimentos de onda três vezes maiores que a luz visível. Crédito: Philip Lucas/Universidade de Hertfordshire
Revelando um novo tipo de gigante vermelha
No entanto, o estudo também revelou algo completamente inesperado.
Havia 21 estrelas vermelhas perto do centro da Via Láctea que mostraram mudanças ambíguas no brilho durante a pesquisa de 10 anos.
O professor Lucas explicou: “Não tínhamos certeza se essas estrelas eram protoestrelas iniciando uma erupção ou se recuperando de uma queda no brilho causada por um disco ou camada de poeira na frente da estrela – ou se eram estrelas gigantes mais antigas que expeliam matéria. nos estágios finais de sua vida.
A análise dos espectros de sete destas estrelas, em comparação com dados de pesquisas anteriores, concluiu que eram na verdade um novo tipo de estrela gigante vermelha.
O professor Dante Minniti da Universidade Andrés Bello, Chile, fundador da pesquisa VVV, disse: “Estas estrelas idosas permanecem quietas durante anos ou décadas e depois expelem nuvens de fumo de uma forma totalmente inesperada.
“Eles parecem muito escuros e vermelhos por vários anos, a tal ponto que às vezes nem conseguimos vê-los.”
Uma pista adicional sobre esta nova descoberta reside na localização destas estrelas gigantes em declínio. Eles estão fortemente concentrados na parte mais interna da Via Láctea, conhecida como Disco Nuclear, uma região onde as estrelas tendem a ser mais ricas em elementos pesados do que em qualquer outro lugar.
Isto deve tornar mais fácil a condensação de partículas de poeira a partir do gás nas camadas externas relativamente frias das estrelas gigantes vermelhas. No entanto, como isso leva à ejeção de nuvens de fumaça densa que a equipe observou permanece um mistério.
Implicações para distribuição elementar
Os pesquisadores disseram que suas descobertas podem mudar o que sabemos sobre a forma como os elementos são distribuídos no espaço, como explica o professor Lucas.
“A matéria ejetada de estrelas antigas desempenha um papel fundamental no ciclo de vida dos elementos, ajudando a formar a próxima geração de estrelas e planetas”, disse ele.
“Pensava-se que isto ocorria principalmente num tipo de estrela bem estudado chamado variável Mira.
“No entanto, a descoberta de um novo tipo de estrela que liberta matéria pode ter um significado mais amplo para a propagação de elementos pesados no Disco Nuclear e em regiões ricas em metais de outras galáxias.”
Os artigos ‘As fontes VVV mais variáveis: protoestrelas eruptivas, gigantes mergulhadores no Disco Nuclear e outros’, ‘Confirmação espectroscópica de YSOs eruptivos de alta amplitude e gigantes mergulhadores da pesquisa VVV’ e ‘Sobre a incidência de acreção episódica na Classe I YSOs do VVV’ foram todos publicados nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.
Referências:
“As fontes VVV mais variáveis: protoestrelas eruptivas, mergulhando gigantes no disco nuclear e outros” por PW Lucas, LC Smith, Z Guo, C Contreras Peña, D Minniti, N Miller, Alonso-García J, Catelan M, Borissova J, Saito RK, Kurtev R, Navarro MG, Morris C, Muthu H, Froebrich D, Ivanov VD, Bayo A, Caratti A Garatti e JL Sanders, 26 de janeiro de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3929
“Confirmação espectroscópica de YSOs eruptivos de alta amplitude e gigantes mergulhadores da pesquisa VVV” por Zhen Guo, PW, Lucas, R, Kurtev, J, Borissova, C, Contreras Peña, SN, Yurchenko, LC, Smith, Minniti, D, Saito, A, Bayo, M, et al Catelan, Alonso-Garcia J, Caratti A, Morris C, Froebrich D, Tennyson J, Mauco K, Aguayo A, Miller N e HDS Muthu, 26 de janeiro de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3700
“Sobre a incidência de acréscimo episódico em YSOs Classe I de VVV” por Carlos Contreras Peña, Philip W Lucas, Zhen Guo e Leigh Smith, 26 de janeiro de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3780
