Imagine uma única estrela mais luminosa que um milhão de sóis, surgindo a cada poucas décadas em uma explosão maciça que brilha tão brilhante quanto uma supernova. Em breve, a estrela terminará seu sofrimento em uma explosão titânica final, mas antes que isso aconteça, ela deve sofrer nesse estado por milhares de anos.
Esta é uma estrela variável azul luminosa rara e pode ser a chave para entender o vínculo entre a vida das estrelas e sua morte.
Estrelas de variável azul luminosa (LBV) são incrivelmente raras; os astrônomos identificaram apenas cerca de 20 (talvez) e suspeitam que haja apenas algumas centenas na Via Láctea, no máximo. Por serem tão raros, são pouco compreendidos. E como eles são tão mal compreendidos, são difíceis de caracterizar.
Aqui está o que sabemos:
- Eles são grandes. Realmente grande. A menor ocorre na faixa de dez vezes a massa do nosso sol, enquanto a maior quebra as escalas, potencialmente acima de cem vezes a massa do sol. Mas mesmo os pequenos começam muito, muito maiores, e só diminuíram nesse tamanho agora devido a explosões extremas que lançaram suas próprias atmosferas no espaço.
- Eles são brilhantes, com luminosidadeiniciando 250.000 vezes a do sol e chegando a três milhões de vezes a do sol. Isso coloca a temperatura da superfície na faixa de 10.000 a 25.000 K; várias vezes mais quente que a nossa própria estrela.
- Sua raridade é provavelmente devida às suas vidas curtas. Muitas das estrelas mais massivas - e talvez todos dos grandes - passe por esta fase. Mas é no final de suas vidas, logo antes de começarem a andar no trem da supernova, e passará por esse estágio de LBV em menos de cem mil anos. É curto o suficiente para que, em uma galáxia típica, apenas esperemos ver algumas centenas de cada vez.
- Eles são impulsivos, turbulentos e instáveis. Uma das primeiras estrelas LBV descobertas, Eta Carinae, foi a segunda estrela mais brilhante do céu ... por três dias em março de 1843. Não é mais visível a olho nu.
E aqui está o que não sabemos:
- Todo o resto.
Talvez o maior mistério para as estrelas LBV seja o que as torna tão variáveis. O que impulsiona suas explosões infreqüentes, mas fantásticas? Embora seja difícil dizer (obviamente, porque, como você pode imaginar, essas estrelas são sistemas físicos incrivelmente complicados), os pesquisadores suspeitam que isso envolva uma dança complexa entre as camadas interna e externa das estrelas.
As estrelas LBV experimentam alguns dos piores IBS que você pode imaginar. Suas tripas estão constantemente rolando para cima e para baixo, com enormes correntes convectivas transportando material quente do núcleo e material fresco da superfície. Isso é bastante padrão no que diz respeito às estrelas normais, mas nas estrelas LBV esse processo fica maluco, com a convecção ativando ativamente os pedaços das camadas estelares mais externas, muito além de seus limites normais.
Ligeiramente afastadas da estrela devido à convecção, as camadas externas finalmente se afastam da intensidade e começam a esfriar. Isso aumenta sua densidade, bloqueando a luz das estrelas abaixo deles. A radiação empurra - assim como uma vela de luz, mas muito mais a sério - aquele pedaço de material estelar, ejetando-o completamente da estrela em uma explosão maciça de luz e matéria.
Há muito mais detalhes a serem trabalhados nessa história, e uma pergunta importante permanece: é o estágio LBV de uma estrela massiva, com todos os seus ataques de mau humor, o precursor de uma época ainda mais louca da evolução estelar conhecida como a fase Wolf-Rayet, ou isso leva diretamente ao show final da supernova?
Se tivéssemos algumas centenas de milhares de anos apenas assistindo essas estrelas viverem e morrerem, essa pergunta seria fácil de responder. Mas nós não, então é difícil.
Uma pista vem de seus relacionamentos com seus parentes estelares. Se a história de vida das estrelas mais massivas do nosso universo é “estrela gigante? variável azul luminosa? Wolf-Rayet? kaboom ", e cada estágio é relativamente curto, então devemos ver esses estágios todos misturados na mesma vizinhança geral. Um monte de grandes estrelas nasceriam juntos, envelheceriam juntos e morreriam juntos.
Mas se as estrelas LBV são seu próprio caminho independente para a cidade em expansão, então não deve haver nenhum relacionamento geral com seus primos Wolf-Rayet. Eles estarão em suas próprias comunidades de aposentados, no lado oposto da cidade, por assim dizer.
O melhor lugar para procurar essas conexões em potencial é a Grande Nuvem de Magalhães, já que é um grupo bem isolado em um único pedaço do céu. A pesquisa se repetiu nos últimos anos sobre a questão da aglomeração de estrelas LBV, à medida que os astrônomos ajustam e distorcem as definições de “aglomeração” e “LBV”.
A última iteração, graças a um artigo recentemente aceito para publicação no Astrophysical Journal, fortalece a imagem “padrão” (tão comum quanto nesse tipo de casos) dos LBVs: eles são apenas um dos muitos estágios cruéis no final da vida de uma estrela massiva. O que significa que, ao entender como os LBVs funcionam, podemos aprender como as estrelas gigantes eventualmente morrem.
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