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sexta-feira, 10 de agosto de 2018

Novas descobertas sobre a explosão de Eta Carinae

Eta Carinae, um sistema estelar duplo localizado a 7.500 anos-luz de distância na constelação de Carina, possui uma luminosidade combinada de mais de 5 milhões de sóis, tornando-se uma das estrelas mais brilhantes da Via Láctea. Mas há 170 anos, entre 1837 e 1858, esta estrela entrou explodiu no que parecia ser uma enorme supernova, tornando-a temporariamente a segunda estrela mais brilhante do céu.

Estranhamente, essa explosão não foi suficiente para destruir o sistema estelar, o que deixou os astrônomos imaginando o que poderia explicar a enorme explosão. Graças a novos dados, que foram o resultado de uma "astronomia forense" (onde a luz residual da explosão foi examinada depois de refletida pela poeira interestelar), uma equipe de astrônomos agora acha que tem uma explicação para o que aconteceu.

Os estudos que descrevem suas descobertas intitulado “ejeção excepcionalmente rápida visto em ecos leves da Grande Erupção de Eta Carinae ” e “ ecos de luz do platô na Grande Erupção de Eta Carinae revelam um evento de choque de dois estágios ” recentemente publicado na revista mensal Avisos da Royal Astronomical Society.

Ambos os estudos foram liderados por Nathan Smith, do Steward Observatory da Universidade do Arizona, e incluíram membros do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STSI), do Observatório Nacional de Astronomia Óptica (NOAO), do Instituto de Astrofísica do Milênio e do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. (CfA), o Observatório Interamericano Cerro Tololo e várias universidades.

Em seu primeiro estudo, a equipe indica como eles observaram os "ecos de luz" produzidos pela explosão, que foram refletidos na poeira interestelar e agora são visíveis da Terra. A partir disso, eles observaram que a explosão resultou em material em expansão em velocidades que eram até 20 vezes mais rápidas do que com qualquer supernova observada anteriormente.

No segundo estudo, a equipe estudou a evolução da curva de luz do eco, que revelou que ela experimentou picos antes de 1845, depois estabilizou até 1858, antes de cair gradativamente na próxima década. Basicamente, as velocidades observadas e a curva de luz eram consistentes com a onda de explosão de uma supernova, em vez dos ventos relativamente lentos e suaves esperados de estrelas massivas antes de morrerem.

Os ecos de luz foram detectados pela primeira vez em imagens obtidas em 2003 por telescópios no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile. Para seu estudo, a equipe consultou dados espectroscópicos dos telescópios de Magalhães no Observatório Las Campanas e no Observatório Gemini Sul, ambos localizados no Chile. Isso permitiu que a equipe medisse a luz e determinasse a velocidade de expansão do ejeto, mais de 32 milhões de km / h (20 milhões de mph).

Com base nesses dados, a equipe supôs que a erupção pode ter sido desencadeada por uma batalha prolongada entre três estrelas, que destruiu uma estrela e deixou as outras duas em um sistema binário. Esta batalha pode ter culminado com uma explosão violenta quando Eta Carinae devorou ​​um de seus dois companheiros, enviando mais de 10 massas solares para o espaço. Essa massa ejetada criou a gigantesca nebulosa bipolar (também conhecida como “Nebulosa do Homúnculo”), que é vista hoje.

A nebulosa Homúnculo, em torno de Eta Carinae. Crédito: ESO, IDA, dinamarquês 1,5 m, R. Gendler, JE. Ovaldsen, C. Thöne e C. Feron
Neste cenário, Eta Carinae começou como um sistema trinário, com duas estrelas massivas orbitando próximas umas das outras e a terceira mais distante. Quando o mais massivo do binário se aproximava do fim de sua vida, ele começou a se expandir e então transferiu grande parte de seu material para seu companheiro ligeiramente menor. Isso fez com que a estrela menor acumulasse energia suficiente para ejetar suas camadas externas, mas não o suficiente para aniquilá-la completamente.

A estrela companheira teria então crescido para se tornar cerca de 100 vezes a massa do nosso Sol e extremamente brilhante. A outra estrela, agora com apenas 30 massas solares, teria sido despojada de suas camadas de hidrogênio, expondo seu núcleo quente de hélio que representa um estágio avançado de evolução na vida de estrelas massivas.

Essa transferência de massa teria alterado o equilíbrio gravitacional do sistema, fazendo com que a estrela de hélio-núcleo se afastasse de sua companheira maciça e eventualmente viajasse tão longe que interajiu com a terceira estrela mais externa. Isso faria com que a terceira estrela se movesse em direção à estrela massiva e eventualmente se fundisse a ela, produzindo um fluxo de material.

Inicialmente, a fusão causou o ejecta que se expandiu relativamente devagar, mas quando as duas estrelas finalmente se juntaram, elas produziram um evento explosivo que explodiu o material 100 vezes mais rápido. Este material alcançou a ejeção lenta, empurrando-a para frente e aquecendo o material até que ele brilhasse. Este material brilhante foi a principal fonte de luz que foi vista pelos astrônomos há 170 anos.

No final, a estrela menor de hélio-núcleo se instalou em uma órbita elíptica em torno de sua contraparte maciça, passando através das camadas externas da estrela a cada 5,5 anos e gerando ondas de choque de raios-X. De acordo com Smith, embora essa explicação não possa explicar tudo o que foi observado em Eta Carinae, ela explica tanto o brilho quanto o fato de que a estrela permanece.
Fonte: Royal Astronomical Society e Universe Today