Astrônomos Liderados pelo IAG/USP Realizam Maior Levantamento de Estrelas Binárias de Alta Massa
Olá leitor!
Segue abaixo um artigo postado ontem (07/02) no site da
Agência FAPESP, destacando que um grupo internacional de astrônomos liderados por pesquisadores do Instituto de Astronomia,
Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP),
realizaram o maior levantamento de Estrelas Binárias de alta massa situadas na
Nebulosa de Tarântula.
Duda Falcão
Notícias
Astrônomos
Realizam Maior Levantamento
de Estrelas Binárias de Alta Massa
Elton Alisson
Agência FAPESP
07 de fevereiro de 2017
(Ilustração: ESO/L. Calçada)
Arte do VFTS 352, o mais quente e massivo sistema de
estrela
dupla na nebulosa de Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães.
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Além de
estrelas isoladas, o Universo é composto por estrelas duplas – ou binárias – de
alta massa. Diferentemente do “astro-rei” – que permanece sozinho no Sistema
Solar –, essas estrelas binárias de alta massa têm, em sua maioria, uma
companheira com a qual interagem em razão da proximidade, transferindo matéria
ou até mesmo vindo a se fundir, gerando uma única estrela de grande massa com
velocidade de rotação muito alta.
O número de
estrelas binárias de alta massa já conhecidas, contudo, era muito pequeno e
restrito basicamente às identificadas em nossa galáxia: a Via Láctea.
Um grupo
internacional de astrônomos, liderado por pesquisadores do Instituto de
Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo
(IAG-USP), acaba de ampliar a lista desses corpos celestes conhecidos ao
identificar e caracterizar 82 novas estrelas binárias de alta massa situadas na
nebulosa de Tarântula, também conhecida como 30 Doradus, que faz parte da
Grande Nuvem de Magalhães – uma das galáxias-satélite da Via Láctea, distante
cerca de 160 mil anos-luz da Terra.
Os resultados
do estudo, integrante de um projeto de pós-doutorado realizado com Bolsa
da FAPESP, foram descritos em um artigo publicado na revista Astronomy &
Astrophysics.
“Com a
identificação e caracterização dessas 82 estrelas binárias de alta massa
conseguimos mais que duplicar o número desses objetos e em uma região
completamente nova, com condições muito distintas das encontradas na Via
Láctea”, disse Leonardo Andrade de Almeida, pós-doutorando no IAG-USP e
primeiro autor do estudo, à Agência FAPESP.
Sob a
supervisão de Augusto Damineli Neto, professor do IAG e também um dos autores
do estudo, Almeida analisou os dados obtidos durante as campanhas de observação
VLT-Flames Tarantula Survey e The Tarantula Massive Binary Monitoring,
realizadas pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) a partir de 2011.
Por meio de um
espectrógrafo chamado Giraffe/Flames, acoplado ao VLT – um dos telescópios com
espelho primário de 8 metros de diâmetro em operação no ESO, no deserto do
Atacama, no Chile –, foram obtidas durante as campanhas de observação espectros
(decomposição da luz em diversas cores) de mais de 800 objetos de alta massa na
região de Tarântula, que recebeu esse nome em razão da semelhança com a forma
do aracnídeo.
Desse total de
mais de 800 objetos observados, os astrônomos integrantes dos dois projetos
identificaram 100 candidatas a estrelas binárias de mais alta massa – também
classificadas como estrelas de tipo espectral O – em uma amostra de 360
estrelas com base em parâmetros como a amplitude da variação de suas
velocidades radiais – a velocidade com que o objeto se afasta ou se aproxima do
observador na Terra.
Em colaboração
com colegas do exterior, Almeida analisou durante os últimos dois anos essas
100 candidatas a estrelas binárias de alta massa com o espectrógrafo
Giraffe/Flames e conseguiu caracterizar completamente 82 delas.
“Isso
representa o maior levantamento e caracterização espectroscópica de sistemas
binários de alta massa já realizados, e só foi possível em razão da capacidade
tecnológica do espectrógrafo Giraffe/Flames”, afirmou.
O instrumento
científico, desenvolvido pelo ESO, permite obter espectros de uma combinação de
objetos de uma única vez. Ao acoplá-lo ao VLT também foi possível observar
objetos mais fracos, uma vez que, como o telescópio possui um espelho grande, é
possível coletar mais luz, explicou Almeida.
“Por meio do
Giraffe/Flames é possível coletar 136 espectros em uma única observação”,
disse. “Isso não era possível de ser feito no passado, quando tínhamos
instrumentos que possibilitavam observar objetos individuais e levava-se muito
tempo para caracterizá-los”, comparou.
Grandes Semelhanças
As análises
das medidas espectroscópicas das 82 estrelas binárias de alta massa indicaram
que suas propriedades – como a razão de massa, o período orbital (o tempo que
levam para realizar uma órbita completa) e excentricidade da órbita (o
afastamento de uma órbita da forma circular) – são muito semelhantes às das
observadas na Via Láctea.
Esse resultado
era inesperado, uma vez que a Grande Nuvem de Magalhães representa uma fase do
Universo anterior à Via Láctea, quando foi formado o maior número de estrelas
de alta massa. Por isso, apresenta metalicidade – a proporção de matéria
constituída de elementos químicos diferentes de hidrogênio e hélio (os dois
átomos primordiais que deram origem às primeiras estrelas) – correspondente à
metade das estrelas binárias encontradas na Via Láctea, cuja metalicidade é
muita próxima à da solar.
“No início do
Universo, a metalicidade das estrelas era baixa. Com a evolução química, elas
foram adquirindo mais metais em sua composição”, afirmou Almeida.
Segundo ele, a
análise feita agora durante o estudo das estrelas binárias encontradas na
Grande Nuvem de Magalhães provê as primeiras restrições diretas sobre
propriedades de binárias massivas em galáxias com formação estelar na época do
Universo, em que a metalicidade era igual à da Grande Nuvem de Magalhães.
“As
descobertas feitas durante o estudo podem proporcionar medidas melhores para a
realização de simulações mais realísticas de como as estrelas de alta massa evoluíram
nas diferentes fases do Universo”, estimou Almeida.
“Com isso,
será possível ter estimativas mais precisas da taxa de formação de buracos
negros, estrelas de nêutrons e supernovas, por exemplo, para todas as épocas do
Universo”, indicou.
As estrelas de
alta massa são as mais importantes na evolução química do Universo, uma vez
que, como são mais massivas, geram metais pesados, evoluem mais rapidamente e
terminam suas vidas como supernovas, jogando todo o material no meio
interestelar. Esse material é reciclado, dando origem a uma nova população de
estrelas.
Usualmente as
estimativas da evolução química do Universo e de previsões astrofísicas sobre o
número de buracos negros no cosmos, contudo, só levavam em conta as estrelas
isoladas, como o Sol, que evolui de maneira mais simples, ponderou o
pesquisador.
“Quando se
incluem as estrelas binárias para fazer essas projeções, o resultado muda
dramaticamente. Por isso, para se fazer uma predição astrofísica mais precisa é
necessário levar esses objetos massivos em consideração”, apontou.
O artigo “The
Tarantula Massive Binary Monitoring: I. Observational campaign and OB-type
spectroscopic binaries” (doi: 10.1051/0004-6361/201629844), de Almeida e
outros, pode ser lido na revista Astronomy & Astrophysics em www.aanda.org/articles/aa/abs/2017/02/aa29844-16/aa29844-16.html.
Fonte: Site da Agência FAPESP
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