Os astrônomos esperam que as estrelas como o Sol percam a maior parte das suas atmosferas para o espaço no final das suas vidas.
© ESO (aglomerado globular NGC 6752)
No
entanto, novas observações de um enorme aglomerado estelar, obtidas com
o Very Large Telescope (VLT) do ESO, mostraram contra todas as
expectativas que a maioria das estrelas estudadas simplesmente não
chegam a esta fase de sua evolução. Uma equipe internacional descobriu
que a quantidade de sódio presente nas estrelas permite prever de modo
muito preciso como é que estes objetos terminarão as suas vidas.
O
modo como as estrelas evoluem e terminam suas vidas foi durante muitos
anos um processo considerado bem compreendido. Modelos computacionais
detalhados prevêem que estrelas com massa semelhante à do Sol passem por
uma fase no final das suas vidas, o chamado ramo assintótico das
gigantes ou AGB (sigla do inglês para asymptotic giant branch). As
estrelas AGB têm este nome estranho devido à posição que ocupam no
diagrama de Hertzsprung-Russel, um gráfico que mostra o brilho das
estrelas em função das suas cores. Nesta fase ocorre uma queima final de
combustível nuclear, e grande parte da massa das estrelas é perdida na
forma de gás e poeira.
Este material expelido é depois utilizado para formar uma nova geração de estrelas, sendo este ciclo de perda de massa e renascimento vital para explicar a evolução química do Universo. Durante um curto período de tempo, o material ejetado é iluminado pela intensa radiação ultravioleta que vem da estrela, formando uma nebulosa planetária, veja a seguir, por exemplo, a nebulosa planetária IC 1295.
Este material expelido é depois utilizado para formar uma nova geração de estrelas, sendo este ciclo de perda de massa e renascimento vital para explicar a evolução química do Universo. Durante um curto período de tempo, o material ejetado é iluminado pela intensa radiação ultravioleta que vem da estrela, formando uma nebulosa planetária, veja a seguir, por exemplo, a nebulosa planetária IC 1295.
© ESO (nebulosa planetária IC 1295)
Este
processo fornece também o material necessário à formação de planetas, e
contém ainda os ingredientes necessários à vida orgânica.
No entanto, o australiano Simon Campbell (Monash University Centre for Astrophysics, Melbourne, Austrália), especialista em teorias estelares, descobriu em artigos científicos antigos indícios importantes de que algumas estrelas poderiam de algum modo não seguir estas regras, pulando completamente a fase AGB. Simon explica melhor:
“Para um cientista de modelos estelares, estas hipóteses pareciam loucas! Todas as estrelas passam pela fase AGB, de acordo com os nossos modelos. Eu verifiquei e tornei a verificar todos os estudos antigos sobre o assunto, e acabei por concluir que este fato não tinha sido estudado com o rigor necessário. Por isso decidi eu mesmo investigar o assunto, apesar de ter pouca experiência observacional”.
Campbell e a sua equipe utilizaram o VLT do ESO para estudar com muito cuidado a radiação emitida pelas estrelas do aglomerado estelar globular NGC 6752, situado na constelação austral do Pavão. Esta enorme bola de estrelas antigas contém uma primeira geração de estrelas e uma segunda formada pouco tempo depois. Embora as estrelas num aglomerado globular se formem, mais ou menos, todas ao mesmo tempo, sabemos hoje que estes sistemas não são tão simples como se pensava anteriormente. Estes objetos contêm geralmente duas ou mais populações de estrelas com quantidades diferentes de elementos químicos leves, tais como carbono, nitrogênio e, crucial para este estudo, o sódio. As duas gerações conseguem distinguir-se pela quantidade de sódio que contêm, algo que pode ser medido graças à qualidade extremamente elevada dos dados do VLT.
“O FLAMES, o espectrógrafo multi-objeto de alta resolução montado no VLT, era o único instrumento capaz de obter dados de 130 estrelas ao mesmo tempo, e com a qualidade suficiente. Com este instrumento pudemos também observar uma grande parte do aglomerado globular de uma só vez”, acrescenta Campbell.
Os resultados revelaram-se surpreendentes. Todas as estrelas AGB do estudo eram da primeira geração, com níveis de sódio baixos, e nenhuma das estrelas da segunda geração, com níveis mais altos de sódio, tinha se tornado numa AGB. Um total de 70% das estrelas não estavam nesta fase final de queima nuclear com consequente perda de massa. Pensa-se que as estrelas que saltam a fase AGB, evoluirão diretamente para anãs brancas de hélio, arrefecendo gradualmente ao longo de muitos bilhões de anos. Não se pensa que o sódio seja por si só a causa deste comportamento diferente, no entanto deve estar fortemente ligado à sua causa - o que permanece um mistério.
“Parece que as estrelas precisam de uma “dieta” pobre em sódio para que possam atingir a fase AGB no final das suas vidas. Esta observação é importante por várias razões. Estas estrelas são as mais brilhantes nos aglomerados globulares, por isso haverá 70% menos destas estrelas tão brilhantes do que a teoria prevê. O que significa também que os nossos modelos estelares estão incompletos e devem ser corrigidos!”, conclui Campbell.
A equipe espera que sejam encontrados resultados semelhantes para outros aglomerados estelares e está planejando mais observações.
No entanto, o australiano Simon Campbell (Monash University Centre for Astrophysics, Melbourne, Austrália), especialista em teorias estelares, descobriu em artigos científicos antigos indícios importantes de que algumas estrelas poderiam de algum modo não seguir estas regras, pulando completamente a fase AGB. Simon explica melhor:
“Para um cientista de modelos estelares, estas hipóteses pareciam loucas! Todas as estrelas passam pela fase AGB, de acordo com os nossos modelos. Eu verifiquei e tornei a verificar todos os estudos antigos sobre o assunto, e acabei por concluir que este fato não tinha sido estudado com o rigor necessário. Por isso decidi eu mesmo investigar o assunto, apesar de ter pouca experiência observacional”.
Campbell e a sua equipe utilizaram o VLT do ESO para estudar com muito cuidado a radiação emitida pelas estrelas do aglomerado estelar globular NGC 6752, situado na constelação austral do Pavão. Esta enorme bola de estrelas antigas contém uma primeira geração de estrelas e uma segunda formada pouco tempo depois. Embora as estrelas num aglomerado globular se formem, mais ou menos, todas ao mesmo tempo, sabemos hoje que estes sistemas não são tão simples como se pensava anteriormente. Estes objetos contêm geralmente duas ou mais populações de estrelas com quantidades diferentes de elementos químicos leves, tais como carbono, nitrogênio e, crucial para este estudo, o sódio. As duas gerações conseguem distinguir-se pela quantidade de sódio que contêm, algo que pode ser medido graças à qualidade extremamente elevada dos dados do VLT.
“O FLAMES, o espectrógrafo multi-objeto de alta resolução montado no VLT, era o único instrumento capaz de obter dados de 130 estrelas ao mesmo tempo, e com a qualidade suficiente. Com este instrumento pudemos também observar uma grande parte do aglomerado globular de uma só vez”, acrescenta Campbell.
Os resultados revelaram-se surpreendentes. Todas as estrelas AGB do estudo eram da primeira geração, com níveis de sódio baixos, e nenhuma das estrelas da segunda geração, com níveis mais altos de sódio, tinha se tornado numa AGB. Um total de 70% das estrelas não estavam nesta fase final de queima nuclear com consequente perda de massa. Pensa-se que as estrelas que saltam a fase AGB, evoluirão diretamente para anãs brancas de hélio, arrefecendo gradualmente ao longo de muitos bilhões de anos. Não se pensa que o sódio seja por si só a causa deste comportamento diferente, no entanto deve estar fortemente ligado à sua causa - o que permanece um mistério.
“Parece que as estrelas precisam de uma “dieta” pobre em sódio para que possam atingir a fase AGB no final das suas vidas. Esta observação é importante por várias razões. Estas estrelas são as mais brilhantes nos aglomerados globulares, por isso haverá 70% menos destas estrelas tão brilhantes do que a teoria prevê. O que significa também que os nossos modelos estelares estão incompletos e devem ser corrigidos!”, conclui Campbell.
A equipe espera que sejam encontrados resultados semelhantes para outros aglomerados estelares e está planejando mais observações.
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