Dieta Pobre Em Sódio é a Chave Para as Estrelas Viverem Mais

Os astrônomos esperam que as estrelas como o Sol percam a maior parte das suas atmosferas para o espaço no final das suas vidas. No entanto, novas observações de um enorme aglomerado estelar, obtidas com o Very Large Telescope 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) [1]. 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 [2] 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. 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 Very Large Telescope do ESO (VLT) 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 [3]. 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 [4][5].

“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.

Notas

[1] 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.

[2] Durante um curto período de tempo, o material ejetado é iluminado pela intensa radiação ultravioleta que vem da estrela, formando uma nebulosa planetária (ver por exemplo eso1317).

[3] 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 – sódio.

[4] 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.

[5] 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.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars” de Simon Campbell et al., que será publicado na revista Nature online em 29 de maio de 2013.

A equipe é composta por Simon W. Campbell (Monash University, Melbourne, Austrália), Valentina D’Orazi (Macquarie University, Sydney, Austrália; Monash University), David Yong (Australian National University, Canberra, Austrália [ANU]), Thomas N. Constantino (Monash University), John C. Lattanzio (Monash University), Richard J. Stancliffe (ANU; Universität Bonn, Alemanha), George C. Angelou (Monash University), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), Frank Grundahl (Aarhus University, Dinamarca).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação nas pesquisas astronômicas. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. O ESO está planejando o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e infravermelho próximo. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Fonte:

http://www.eso.org/public/brazil/news/eso1323/