Crédito da imagem: NRAO
Os astrônomos que usam o radiotelescópio Very Large Array (VLA) da National Science Foundation estão aproveitando a oportunidade única de assistir a uma estrela antiga repentinamente retomar novas atividades depois de chegar ao fim de sua vida normal. Seus resultados surpreendentes os forçaram a mudar suas idéias de como uma estrela anã branca tão velha pode reacender seu forno nuclear para uma explosão final de energia.
As simulações em computador previram uma série de eventos que se seguiriam a uma nova ignição das reações de fusão, mas a estrela não seguiu o script - os eventos se moveram 100 vezes mais rapidamente do que as simulações previstas.
"Agora produzimos um novo modelo teórico de como esse processo funciona, e as observações do VLA forneceram a primeira evidência que apóia nosso novo modelo", disse Albert Zijlstra, da Universidade de Manchester, no Reino Unido. Zijlstra e seus colegas apresentaram suas descobertas na edição de 8 de abril da revista Science.
Os astrônomos estudaram uma estrela conhecida como V4334 Sgr, na constelação de Sagitário. É mais conhecido como "Objeto Sakurai", em homenagem ao astrônomo amador japonês Yukio Sakurai, que o descobriu em 20 de fevereiro de 1996, quando subitamente explodiu em novo brilho. A princípio, os astrônomos pensaram que a explosão era uma explosão comum de nova, mas estudos posteriores mostraram que o Objeto de Sakurai era tudo menos comum.
A estrela é uma antiga anã branca que ficou sem combustível de hidrogênio para reações de fusão nuclear em seu núcleo. Os astrônomos acreditam que algumas dessas estrelas podem sofrer uma explosão final de fusão em uma concha de hélio que envolve um núcleo de núcleos mais pesados, como carbono e oxigênio. No entanto, a explosão de Object de Sakurai é a primeira explosão desse tipo vista nos tempos modernos. Explosões estelares observadas em 1670 e 1918 podem ter sido causadas pelo mesmo fenômeno.
Os astrônomos esperam que o Sol se torne uma anã branca em cerca de cinco bilhões de anos. Uma anã branca é um núcleo denso deixado após o término da vida normal de uma estrela, movida a fusão. Uma colher de chá de material de anã branca pesaria cerca de 10 toneladas. As anãs brancas podem ter massas até 1,4 vezes a do Sol; estrelas maiores colapsam no final de suas vidas em estrelas de nêutrons ainda mais densas ou buracos negros.
Simulações em computador indicaram que a convecção provocada pelo calor (ou "fervura") traria hidrogênio do envelope externo da estrela para a concha de hélio, provocando um breve flash de nova fusão nuclear. Isso causaria um aumento repentino no brilho. Os modelos originais de computador sugeriram uma sequência de eventos observáveis que ocorreriam ao longo de algumas centenas de anos.
"O objeto de Sakurai passou pelas primeiras fases dessa sequência em apenas alguns anos - 100 vezes mais rápido do que esperávamos - então tivemos que revisar nossos modelos", disse Zijlstra.
Os modelos revisados previam que a estrela deveria reaquecer rapidamente e começar a ionizar gases em sua região circundante. "É o que vemos agora em nossas últimas observações do VLA", disse Zijlstra.
"É importante entender esse processo. O Objeto de Sakurai ejetou uma grande quantidade de carbono de seu núcleo interno para o espaço, tanto na forma de grãos de gás quanto de poeira. Eles encontrarão seu caminho para regiões do espaço onde novas estrelas se formam, e os grãos de poeira podem ser incorporados em novos planetas. Alguns grãos de carbono encontrados em um meteorito mostram proporções isotópicas idênticas às encontradas no Objeto de Sakurai, e achamos que elas podem ter vindo desse evento. Nossos resultados sugerem que essa fonte de carbono cósmico pode ser muito mais importante do que suspeitávamos antes ”, acrescentou Zijlstra.
Os cientistas continuam observando o Objeto de Sakurai para aproveitar a rara oportunidade de aprender sobre o processo de re-ignição. Eles estão fazendo novas observações do VLA neste mês. Seus novos modelos prevêem que a estrela aqueça muito rapidamente e depois esfrie lentamente novamente, voltando à temperatura atual por volta do ano 2200. Eles acham que haverá mais um episódio de reaquecimento antes de iniciar o resfriamento final em uma camada estelar.
Zijlstra trabalhou com Marcin Hajduk, da Universidade de Manchester e Nikolaus Copernicus University, Torun, Polônia; Falk Herwig, do Laboratório Nacional Los Alamos; Peter A.M. van Hoof da Universidade Queen em Belfast e o Observatório Real da Bélgica; Florian Kerber, do Observatório Europeu do Sul na Alemanha; Stefan Kimeswenger, da Universidade de Innsbruck, Áustria; Don Pollacco, da Queen's University, em Belfast; Aneurin Evans, da Universidade Keele, em Staffordshire, Reino Unido; Jose Lopez, da Universidade Nacional Autônoma do México, em Ensenada; Myfanwy Bryce, do Jodrell Bank Observatory, no Reino Unido; Stewart P.S. Eyres da University of Central Lancashire, no Reino Unido; e Mikako Matsuura, da Universidade de Manchester.
O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação pela Associated Universities, Inc.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NRAO
