Crédito de imagem: Hubble
Novas pesquisas do Telescópio Espacial Hubble indicam que a maioria das grandes estrelas moribundas de Wolf-Rayat tem uma estrela companheira menor orbitando nas proximidades. As estrelas Wolf-Rayat começam pelo menos 20 vezes a massa do Sol, duram apenas alguns milhões de anos e depois explodem como supernovas. Agora, acredita-se que essas estrelas e seus companheiros transfiram massa à medida que orbitam umas às outras.
A maioria das estrelas massivas e brilhantes, mas moribundas, “Wolf-Rayet” tem companhia - uma estrela companheira menor orbitando por perto, de acordo com novas observações usando o Telescópio Espacial Hubble. O resultado ajudará os astrônomos a entender como as maiores estrelas do Universo evoluem. Também pode resolver o mistério de estrelas impossivelmente massivas, e questiona um certo tipo de estimativa de distância que usa o brilho aparente da luz das estrelas.
As estrelas Wolf-Rayet (WR) começam a vida como titãs cósmicos, com pelo menos 20 vezes a massa do Sol. Eles vivem rápido e morrem com força, explodindo como supernova e lançando grandes quantidades de elementos pesados no espaço para serem usados nas gerações posteriores de estrelas e planetas. “Eu digo às pessoas que estudo as estrelas que produzem muito carbono em seus corpos e ouro em suas jóias”, diz a Dra. Debra Wallace, do Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland. “Entendendo como as estrelas Wolf-Rayet evoluem é um elo crítico na cadeia de eventos que acabou levando à vida. " Wallace é o principal autor de artigos sobre essa pesquisa a serem publicados no Astronomical Journal e no Astrophysical Journal.
Quando essas estrelas estão chegando ao fim de suas breves vidas, durante a fase “Wolf-Rayet”, eles estão fundindo elementos pesados em seus núcleos, numa frenética tentativa de evitar o colapso sob sua imensa massa. Isso gera intenso calor e radiação que impulsionam ferozes ventos estelares de 2,2 a 5,4 milhões de milhas por hora (3,6 a 9 milhões de km / h) característicos das estrelas WR (Imagem 1). Esses ventos sopram as camadas externas das estrelas WR, reduzindo bastante sua massa e comprimindo nuvens interestelares próximas, desencadeando seu colapso gravitacional e iniciando uma nova geração de estrelas.
Como as distâncias cósmicas são tão grandes, o que aparece como uma única estrela, mesmo quando vista através de grandes telescópios (Imagem 2), pode de fato ser duas ou mais estrelas orbitando uma à outra (Imagens 3 e 4). Na nova pesquisa, Wallace e sua equipe usaram o poder de resolução superior da Câmera Planetária no instrumento Wide-Field Planetary Camera 2 a bordo do Hubble para identificar novas estrelas potenciais em potencial para 23 das 61 estrelas WR em nossa galáxia. Embora as aparentes estrelas companheiras precisem ser confirmadas com uma técnica de análise de luz chamada espectroscopia, a equipe foi conservadora ao declarar companheiras estrelas próximas.
"A porção de estrelas Wolf-Rayet que identificou visualmente estrelas companias aumentou de 15% antes do Hubble para 59% com nossas observações, que incluíram um quarto das estrelas WR conhecidas em nossa galáxia", disse Wallace. "Não ficaria surpreso se observações futuras revelarem companheiros em torno de uma porcentagem ainda maior deles".
A presença de uma estrela companheira deve influenciar significativamente a evolução dessas estrelas, de acordo com a equipe. Uma das muitas influências possíveis é a transferência de massa. Se as estrelas se aproximarem em algum momento de suas órbitas, sua interação gravitacional pode levar uma a transferir gás para a outra, alterando significativamente suas massas ao longo do tempo. Como estrelas mais massivas consomem seu combustível muito mais rapidamente do que estrelas menos massivas, essa transferência de massa pode mudar significativamente sua vida útil. Outras influências incluem alteração de órbitas, taxas de rotação ou taxas de perda de massa devido à força da gravidade e o impacto de ventos estelares. "Os astrônomos assumiram que as estrelas Wolf-Rayet eram solteiras ao tentar calcular como elas evoluíram, mas estamos descobrindo que a maioria tem companhia", disse Wallace. "É como pensar que a vida de casado será igual à vida de solteiro. Uma estrela companheira precisa mudar a vida dessas estrelas de alguma forma. ”
Uma vez que o que é visto como uma estrela pode, de fato, ser duas ou até mais, estimativas de massa estupenda de mais de cem vezes a do Sol para certas estrelas podem ter que ser revisadas para baixo. "Isso realmente ajuda a esclarecer um aparente mistério, porque os astrônomos acreditam que há um limite para o tamanho de uma estrela", disse Wallace. “Quanto mais maciça uma estrela, mais rápido ela consome seu combustível e mais brilhante brilha. Acima de cerca de 100 massas solares, uma estrela deve essencialmente se separar através de sua intensa radiação. ”
O resultado também torna uma técnica comum para estimar distâncias a essas estrelas mais incerta. Para obter uma estimativa de distância de uma estrela, obtém-se o tipo espectral da estrela, uma análise da luz da estrela que revela suas características únicas, como uma impressão digital. Para um determinado tipo espectral, sabe-se a luminosidade absoluta média da estrela (quão brilhante seria se estivesse a uma certa distância - 32,6 anos-luz - de distância). Medindo sua luminosidade aparente (quão brilhante ela parece estar em sua distância real, mas desconhecida), pode-se então usar a relação entre sua luminosidade aparente e absoluta para determinar a distância real. Se realmente houver duas (ou mais) estrelas que você não vê, a estrela WR parecerá mais brilhante do que deveria para seu tipo espectral e distância real, fazendo com que a distância seja mal estimada.
A equipe inclui Wallace; Dr. Douglas R. Gies, do Departamento de Física e Astronomia da Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, Departamento de Física, Universidade de Montréal, Quebec, Canadá; e Michael M. Shara, Departamento de Astrofísica, Museu Americano de História Natural, Nova York, Nova York. A pesquisa foi financiada pela NASA.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
