Mistério cósmico: Astrônomos capturam estrela moribunda vomitando anéis de fumaça

Ampliação / Vista da estrela V Hydrae ou V Hya para abreviar. No auge de sua morte, a estrela desencadeou uma série de anéis em expansão que os cientistas calcularam a cada poucas centenas de anos, de acordo com o astrônomo Mark Morris, da Universidade da Califórnia.

Alma (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF)

Astrônomos descobriram uma estrela gigante vermelha passando por sua agonia final em detalhes sem precedentes, revelando uma característica incomum. A estrela conhecida como V Hydri (ou V Hya para abreviar), tire seis episódios distintos de material, de acordo com Versão preliminar Aceito para publicação no The Astrophysical Journal. O mecanismo exato da formação dos misteriosos “anéis de fumaça” ainda não é compreendido. No entanto, a observação pode abalar os modelos existentes para este estágio final da evolução estelar e lançar mais luz sobre o O destino do nosso sol.

“V Hydrae é pego no processo de derramar sua atmosfera – eventualmente a maior parte de sua massa – o que é algo que a maioria das gigantes vermelhas em estágio avançado fazem”, disse. O co-autor Mark Morris disse:, um astrônomo da Universidade da Califórnia. No entanto, “esta é a primeira e única vez que uma série de anéis em expansão foi vista em torno de uma estrela passando por seus estertores de morte – uma série de ‘anéis de fumaça’ em expansão que pensávamos explodir a cada poucas centenas de anos”.

gigantes vermelhas É um dos estágios finais da evolução estelar. Uma vez que o núcleo da estrela para de converter hidrogênio em hélio através da fusão nuclear, a gravidade começa a comprimir a estrela, aumentando sua temperatura interna. Este processo inflama uma casca de hidrogênio queimando em torno de um núcleo inerte. Eventualmente, a pressão e o aquecimento no núcleo fizeram com que a estrela se expandisse drasticamente, atingindo diâmetros entre 62 milhões e 620 milhões de milhas (100 milhões a 1 bilhão de km). As temperaturas da superfície são relativamente frias para os padrões estelares: 4.000 a 5.800 graus Fahrenheit (2.200 a 3.200 graus Celsius). Então essas estrelas assumem uma aparência vermelho-alaranjada, daí o apelido de gigante vermelha.

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V Hydrae é uma estrela rica em carbono localizada a 1.300 anos-luz de distância na constelação de Hydra.
Ampliação / V Hydrae é uma estrela rica em carbono localizada a 1.300 anos-luz de distância na constelação de Hydra.

IAU, Céu e Telescópio

Eventualmente, o hélio no núcleo da gigante vermelha será gasto e o núcleo encolherá novamente. Então torne-se uma estrela ramo gigante assintótico (AGB) estrela (último estágio da gigante vermelha). A estrutura interna da estrela AGB consiste em um núcleo central de carbono e oxigênio, uma concha na qual a fusão transforma hélio em carbono e outra concha onde o hidrogênio se transforma em hélio. Essas estrelas normalmente produzem pulsações dramáticas de brilho crescente a cada 100 a 1.000 dias. Além disso, ventos de superfície intensos causam a formação de uma nuvem gasosa conhecida como periplasma ao redor da estrela.

Esses ventos estelares intensos acabarão por desalojar a atmosfera e a atmosfera estelar, e a estrela se tornará uma anã branca dentro de uma nebulosa planetária. Quanto mais rápida a taxa na qual uma estrela AGB perde massa, mais próxima ela está dessa transição final. Nosso Sol acabará se tornando uma gigante vermelha em cerca de 5 bilhões de anos, evoluindo para o AGB antes de finalmente evoluir para uma nebulosa planetária com uma estrela anã branca em seu centro.

Este é o processo como os astrônomos o entenderam por anos. No entanto, as características incomuns de V Hya os fazem repensar as coisas. Localizada a 1.300 anos-luz de distância na constelação de Hydra, V Hya é uma estrela rica em carbono, o que significa que sua atmosfera contém mais carbono do que oxigênio. Tem uma alta taxa de perda de massa, então os astrônomos acreditam que provavelmente está no processo de derramar sua atmosfera para se tornar uma nebulosa planetária.

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Uma visão mostrando a estrela rica em carbono V Hya em seu capítulo final.
Ampliação / Uma visão mostrando a estrela rica em carbono V Hya em seu capítulo final.

Alma (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF)

Esta estrela AGB também é interessante porque a cada oito anos ou mais, ocorre uma grande erupção de plasma e uma queda acentuada no brilho ocorre a cada 17 anos. Esses eventos indicam a presença de uma estrela companheira que é pouco visível. (A diminuição no brilho pode ser causada por uma nuvem associada a esta segunda estrela passando na frente de V Hya.)

Este último estudo combina dados do Telescópio Espacial Hubble com observações usando o Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA), que inclui dados infravermelhos, ópticos e ultravioleta para capturar os estertores da morte de V Hya em vários comprimentos de onda. A estrela está longe e envolta em poeira espessa, mas as capacidades de alta resolução do ALMA revelaram seus anéis e fluxos em grande detalhe.

O momento também foi uma coincidência. “V Hya está em uma transição curta, mas crucial, pela qual as estrelas moribundas passam no final de suas vidas”. O co-autor Raghvendra Sahai disse:, um astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. “É a fase em que eles perdem a maior parte de sua massa. Essa fase provavelmente não dura muito tempo, então é difícil pegá-la no ato. Tivemos sorte com V Hya e conseguimos fotografar todas as diferentes atividades acontecendo dentro e ao redor desta estrela para entender melhor como as estrelas estão perdidas, moribundas para a massa no final de sua vida.

Sahai e seus colegas descobriram que a estrela libera sua atmosfera soprando uma série de anéis de fumaça, que se estenderam ao longo de 2.100 anos ou mais para formar uma região semelhante a um disco de poeira ao redor de V Hya. O time apelidado Essa estrutura é DUDE (o disco sofre expansão dinâmica).

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Suas observações também revelaram explosões de gás em alta velocidade expelidas da estrela em direções opostas, perpendiculares aos anéis de fumaça, formando duas estruturas em forma de ampulheta. Essas estruturas se expandem a velocidades de mais de meio milhão de milhas por hora (240 km/s). “A descoberta de que esse processo pode envolver o disparo de anéis de gás, em conjunto com a produção de jatos de material intermitentes e de alta velocidade, traz uma nova e fascinante ruga à nossa compreensão de como as estrelas terminam suas vidas”, disse. Morris disse.

Tudo isso indica que a estrela está passando por uma evolução particularmente rápida, o que vai contra o modelo atual. “Nosso estudo revela dramaticamente que o modelo tradicional de como as estrelas AGB morrem – expelindo combustíveis de massa por meio de ventos globulares relativamente lentos e constantes ao longo de 100.000 anos ou mais – é incompleto na melhor das hipóteses, ou na pior das hipóteses incorreto.” Sahi disse. “É muito provável que uma estrela companheira ou quase estrela desempenhe um papel importante em sua morte. No caso de V Hya, a combinação de uma estrela companheira próxima e hipotética é responsável, pelo menos até certo ponto, pela presença de seus seis anéis, e as explosões de alta velocidade que causam a morte milagrosa da estrela.”

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