Estrela Super Rápida Foi Chutada da Via Láctea

Há uma centena de milhão de anos atrás, um sistema triplo de estrelas estava viajando através do centro da Via Láctea, quando sua vida mudou totalmente. O trio passou muito perto do buraco negro gigante localizado no centro da galáxia, o qual capturou uma das estrelas e arremessou as outras duas na via Láctea. Ainda adicionando um item a mais nessa verdadeira dança das cadeiras estelares, as duas estrelas que sobraram se fundiram formando então uma estrela azul super quente.

Essa história parece conto de ficção científica, mas os astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA dizem que esse é o cenário mais provável para a chamada estrela de alta velocidade, conhecida como HE 0437-5439, uma das estrelas mais rápidas já detectadas. Essa estrela vaga pelo espaço a uma velocidade de 1.6 milhões de milhas em uma hora, três vezes mais rápida que a velocidade orbital do Sol ao redor da Via Láctea. As observações do Hubble confirmam que a estrela super veloz saiu do núcleo da via Láctea, deixando em alguma confusão o lugar que ela originalmente chamava de lar.

A maioria das 16 estrelas super velozes conhecidas, foram descoberta a partir de 2005 e acredita-se que tenham sido expulsas do núcleo da nossa galáxia. Mas o resultado do Hubble é a primeira observação direta que une uma estrela veloz a sua origem no centro galáctico. “Usando o Hubble nós pudemos pela primeira vez voltar onde a estrela estava medindo então sua direção de movimento no céu”, disse o astrônomo Warren Brown do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, membro da equipe do Hubble que observou a estrela. “Essas estrelas expulsas são raras na população da Via Láctea de 100 bilhões de estrelas. Para cada 100 milhões de estrelas na galáxia uma é hiper veloz”.

Os movimentos dessas estrelas poderiam revelar a forma da distribuição da matéria escura  ao redor da galáxia. “Estudando essas estrelas poderíamos fornecer mais pistas sobre a natureza da massa invisível do universo e isso poderia ajudar os astrônomos a entenderem melhor como as galáxias se formam”, disse o líder da equipe Oleg Gnedin da University of Michigan. “A força gravitacional da matéria negra é medida pela forma das trajetórias das estrelas super rápidas na Via Láctea”.

A estrela sem lar já está cruzando os distantes subúrbios da Via Láctea, bem acima do disco da galáxia, a aproximadamente 200000 anos-luz do centro da mesma. Por comparação, o diâmetro do disco da Via Láctea é aproximadamente 100000 anos-luz de comprimento. Usando o Hubble para medir o movimento de direção da estrela fugitiva e determinar o núcleo da via Láctea é o ponto de partida para que a equipe de Brown e Gnedin calcule quão rapidamente a estrela foi ejetada da sua posição original.

“A estrela está viajando a uma velocidade absurda, duas vezes mais rápido do que uma estrela precisa viajar para escapar da força gravitacional da galáxia”, explica Brown, um caçador de estrelas hiper velozes que encontrou a primeira em 2005. “Não existem estrelas que viajem tão rápido em circunstâncias normais – para que isso aconteça algo exótico deve ter ocorrido”.

Existe ainda outro ponto nessa história. Com base na velocidade e posição da HE 0437-5439, a estrela teria que ter 100 milhões de anos de idade para ter se juntado ao núcleo da Via Láctea. Ainda assim, sua massa – nove vezes maior que a massa do Sol – e a sua cor azul, significa que ela deveria ter esgotado seu combustível  somente em 20 milhões de anos – um tempo muito mais curto que ela gastou para transitar até onde se encontra atualmente.

A explicação mais provável para a cor da estrela e sua extrema velocidade é que ela era parte de um sistema triplo que participou de um jogo de bilhar com o buraco negro monstruoso localizado no centro da galáxia. Esse conceito for proposto pela primeira vez em 1988. A teoria prevê que o buraco negro da Vai Láctea ejeta uma estrela a cada 100000 anos.

Brown sugere que o sistema triplo estelar que possuía um par de estrelas orbitando uma a outra muito perto e uma terceira que também era unida gravitacionalmente ao grupo. O buraco negro puxou a estrela externa para fora do sistema. O momento da estrela foi transferido para a estrela solitária, energizando o par, de modo que atingisse a velocidade de escape capaz de se livrar da força da Via Láctea. À medida que o par viajava para longe, elas entraram na linha normal de evolução estelar. A companheira mais massiva desenvolveu-se mais rapidamente tornando-se uma estrela gigante vermelha. Com isso ela envelopou sua parceira e a partir de então elas começaram a viajar juntas se fundindo em uma super estrela. “Mesmo que a história dessa estrela gigante azul possa parecer estranha é isso que mais observamos na Via Láctea em sistemas binários”, explica Brown.

Essa estrela tem sido um mistério para os astrônomos desde a sua descoberta em 2005 feita pelo Observatório Sul Europeu e pelo Observatório de Hamburgo. Os astrônomos então propuseram duas possibilidades para resolver o problema de idade. A estrela ou mergulhou em uma Fonte da Juventude tornando-se uma nômade azul ou foi arremessada para fora pela Grande Nuvem de Magalhães uma galáxia vizinha da Via Láctea.

Em 2008 uma equipe de astrônomos que tinha resolvido o mistério. Eles descobriram uma competição entre a maquiagem química da estrela exilada e as características das estrelas na Grande Nuvem de Magalhães. A posição da estrela é bem próxima da galáxia vizinha, apenas 65000 anos-luz de distância. Os novos resultados do Hubble retornam a discussão sobre o nascimento da estrela.

Os astrônomos usaram a alta definição da Advanced Camera for Surveys do Hubble para fazer duas observações separadas da estrela com 3 anos e meio de diferença. O membro da equipe Jay Anderson do Space Telescope Science Institute, desenvolveu uma técnica para medir a posição relativa da estrela em relação a 11 galáxias distantes de fundo que formavam assim um plano de referência.

Anderson então comparou a posição da estrela em imagens obtidas em 2006 com as imagens feitas em 2009 para calcular então o quanto a estrela se move contra o fundo de galáxias. A estrela parece ter se movido, mas somente 0.04 de um pixel contra o fundo do céu. “O Hubble é excelente para esse tipo de medida”, disse Anderson. “Essas observações seriam desafiadoras de serem feitas a partir da Terra”.

A equipe está tentando determinar o lar de quatro outras estrelas, todas localizadas nas fronteiras da Via Láctea.

“Nós temos como alvos estrelas do tipo B, como a HE 0437-5439”, disse Brown, que descobriu 14 das 16 estrelas super rápidas conhecidas. “Essas estrelas não deviam viver tanto para alcançar os subúrbios distantes da Via Láctea, então nós não devíamos esperar encontrá-las mais. Porém a densidade das estrelas na região externa da Via Láctea é muito menor que no centro, então temos uma chance de encontrá-las”.

Os resultados da pesquisa foram publicados on-line no The Astrophysical Journal Letters em 20 de Julho de 2010, Brown é o principal autor do trabalho.

O artigo original pode ser encontrado no seguinte link, disponível para download:

http://tecnoscience.squarespace.com/arquivo/


Fonte:

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/19/full/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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