Combinando instrumentos do Very Large Telescope do ESO, os astrônomos descobriram as estrelas de maior massa conhecidas até agora, uma delas com mais de 300 vezes a massa do Sol na altura do seu nascimento, ou seja, com duas vezes mais massa que o atual limite superior aceite de 150 massas solares. A existência destes monstros – milhões de vezes mais luminosos que o Sol, e que perdem massa através de poderosos ventos estelares – poderá bem responder à pergunta “Qual é a maior massa que podem ter as estrelas?”
Uma equipe de astrônomos liderada por Paul Crowther, Professor de Astrofísica na Universidade de Sheffield, utilizou o Very Large Telescope do ESO (VLT), assim como dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, para estudar detalhadamente dois enxames estelares jovens, NGC 3603 e RMC 136a. NGC 3603 é uma fábrica cósmica, onde estrelas se formam freneticamente a partir das extensas nuvens de gás e poeira da nebulosa, situada a cerca de 22 000 anos-luz de distância. RMC 136a (mais conhecido por R136) é outro enxame estelar composto por estrelas jovens, quentes e de grande massa, que se situa no interior da Nebulosa da Tarântula, numa das nossas galáxias vizinhas, a Grande Nuvem de Magalhães, a cerca de 165 000 anos-luz de distância.
A equipe encontrou várias estrelas com temperaturas à superfície de mais de 40 000 graus, ou seja, mais de sete vezes mais quentes que o nosso Sol, algumas dezenas de vezes maiores e vários milhões de vezes mais brilhantes. Comparações com modelos estelares levam à conclusão de que várias destas estrelas nasceram com massas superiores a 150 massas solares. A estrela R136a1, encontrada no enxame R136, é a estrela de maior massa conhecida até agora, com uma massa atual de cerca de 265 massas solares e com uma massa de 320 vezes a massa do Sol na altura do seu nascimento.
Para o NGC 3603, os astrônomos puderam igualmente medir diretamente a massa de duas estrelas que pertencem a um sistema de estrela dupla, de modo a validar os modelos utilizados. As estrelas A1, B e C neste enxame têm massas estimadas, no momento do seu nascimento, acima ou próximas de 150 massas solares.
Estrelas de grande massa produzem ventos muito poderosos. “Contrariamente aos humanos, estas estrelas nascem muito pesadas e vão perdendo peso à medida que envelhecem,” diz Paul Crowther. “Com um pouco mais de um milhão de anos, a estrela mais extrema, R136a1, encontra-se já na “meia-idade” e submeteu-se a um intenso programa de perda de peso, tendo já perdido um quinto da sua massa inicial durante este tempo, o que corresponde a mais de cinqüenta massas solares.”
Se a R136a1 substituísse o Sol no nosso Sistema Solar, seria muito mais brilhante que este, na mesma proporção que o Sol é mais brilhante que a Lua Cheia. “A sua elevada massa reduziria o tamanho do ano na Terra de cerca de três semanas, e a Terra seria banhada por radiação ultravioleta incrivelmente intensa, o que tornaria impossível a existência de vida no nosso planeta,” diz Raphael Hirschi da Universidade de Keele, também pertencente à equipe.
Estas estrelas super-pesadas são extremamente raras, formando-se apenas no interior dos enxames estelares mais densos. Distinguir estrelas individuais – o que foi agora conseguido pela primeira vez – requer um poder resolvente extraordinário por parte dos instrumentos infravermelhos do VLT.
A equipe também estimou a massa máxima possível das estrelas pertencentes a estes enxames e o número relativo de estrelas de maior massa. “ As estrelas mais pequenas têm um limite inferior para a massa de aproximadamente oitenta vezes a massa de Júpiter, limite abaixo do qual se tornam “estrelas falhadas” ou anãs castanhas,” diz o membro da equipe Olivier Schnurr do Astrophysikalisches Institut Potsdam. “Os nossos novos resultados apoiam a idéia anterior de que também existe um limite superior para a massa das estrelas, embora os resultados subam este limite de um fator dois, para cerca de 300 massas solares.”
No interior de R136, apenas quatro estrelas pesavam mais do que 150 massas solares no momento do seu nascimento, no entanto são estas que são responsáveis por praticamente metade do vento estelar e da radiação libertada por todo o enxame. A R136a1 liberta energia para o meio envolvente de mais de um fator cinqüenta quando comparada com o enxame da Nebulosa de Orion, a região de formação de estrelas de grande massa mais próxima da Terra.
Compreender a formação de estrelas de grande massa é, já de si, bastante complexo, devido à suas vidas muito curtas e ventos poderosos, no entanto a identificação de casos tão extremos como a R136a1 complica ainda mais o já elevado desafio posto às teorias. “Ou estas estrelas se formaram já muito grandes ou então estrelas menores fundiram-se entre si para as produzirem,” explica Crowther.
Estrelas com massas compreendidas entre 8 e 150 massas solares explodem no final das suas curtas vidas sob a forma de supernovas, das quais restam objetos exóticos, tais como estrelas de nêutrons ou buracos negros. Tendo agora estabelecido a existência de estrelas com massas compreendidas entre 150 e 300 massas solares, os astrônomos levantam a hipótese da existência de objectos excepcionalmente brilhantes, “supernovas instáveis”, que explodem completamente sem deixar restos de espécie alguma e que libertam até cerca de dez massas solares de ferro para o meio interestelar. Alguns candidatos a tais explosões foram já propostos há alguns anos atrás.
A R136a1 não é apenas a estrela de maior massa alguma vez encontrada, mas é também a que apresenta maior luminosidade, sendo cerca de 10 milhões de vezes mais brilhante que o Sol. “Devido à raridade de tais objectos, penso que será bastante improvável que este novo recorde seja batido nos tempos mais próximos,” conclui Crowther.
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