Resolvido o Mistério da Estrela Pulsante

Ao descobrir a primeira estrela dupla onde uma Cefeide variável pulsante e outra estrela passam em frente uma da outra, uma equipe internacional de astrônomos desvendou um mistério de décadas. O alinhamento raro das órbitas das duas estrelas no sistema estelar duplo permitiu fazer uma medição da massa da Cefeide com uma precisão sem precedentes. Até agora, os astrônomos dispunham de duas previsões teóricas incompatíveis para a massa das Cefeides. O novo resultado mostra que a predição vinda da teoria da pulsação estelar está correta, enquanto que a predição feita a partir da teoria de evolução estelar não está de acordo com as novas observações.

Os novos resultados da equipe liderada por Grzegorz Pietrzy?ski (Universidad de Concepción, Chile, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Polónia) saem no número de 25 de Novembro de 2010 da revista Nature.

Grzegorz Pietrzy?ski fala deste resultado extraordinário: “Utilizando o instrumento HARPS montado no telescópio de 3.6 metros no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, juntamente com outros telescópios, medimos a massa de uma estrela Cefeide com uma precisão muito maior do que qualquer estimativa anterior. Este novo resultado permite-nos dizer imediatamente qual das duas teorias em competição utilizadas para prever a massas das Cefeides está correta.”

As estrelas variáveis clássicas Cefeides, normalmente conhecidas apenas por Cefeides, são estrelas instáveis muito maiores e muito mais brilhantes do que o Sol. Expandem-se e contraem-se de forma regular, levando entre cerca de alguns dias até alguns meses para completar o ciclo. O tempo que levam a tornar-se mais luminosas e depois menos é maior para as estrelas que são mais luminosas e mais curto para as que são menos luminosas. Esta relação tão extraordinariamente precisa torna o estudo das Cefeides um dos métodos mais eficazes na medição de distâncias a galáxias próximas e a partir daí  no mapeamento da escala de todo o universo.

Infelizmente, e apesar da sua importância, as Cefeides ainda não são completamente compreendidas. As predições das massas que derivam da teoria das estrelas pulsantes são 20-30% menores que as predições feitas utilizando a teoria de evolução estelar. Esta discrepância é conhecida desde os anos 1960.

Para resolver este mistério, os astrônomos precisavam encontrar uma estrela dupla que contivesse uma Cefeide e cuja órbita estivesse diretamente voltada para a Terra. Nestes casos, conhecidos como binários de eclipse, o brilho das duas estrelas diminui quando uma das componentes passa em frente da outra, e também quando passa por trás da outra estrela. Os astrônomos podem determinar, para estes pares, as massas das estrelas  com elevada precisão. Infelizmente, nem as estrelas Cefeides nem os binários de eclipse são fenômenos comuns, por isso a hipótese de encontrar um tal par de objetos parecia muito pequena. Na realidade, não se conhecem nenhuns na Via Láctea.

Wolfgang Gieren, outro membro da equipe, continua: “Recentemente, encontramos efetivamente o sistema de estrela dupla pelo qual ansiávamos dentre as estrelas da Grande Nuvem de Magalhães. Este sistema contém uma estrela variável Cefeide que pulsa a cada 3.8 dias. A outra estrela é ligeiramente maior e mais fria, e as duas estrelas orbitam em torno uma da outra em 310 dias. A verdadeira natureza de binário deste objeto foi imediatamente confirmada assim que o observámos com o espectrógrafo HARPS em La Silla.”

Os observadores mediram cuidadosamente as variações de brilho deste objeto raro, conhecido como OGLE-LMC-CEP0227, à medida que as duas estrelas orbitavam e passavam em frente uma da outra. Utilizaram igualmente o HARPS e outros espectrógrafos para medir os movimentos das estrelas em direção à Terra e também a afastarem-se desta – tanto o movimento orbital das duas estrelas como o movimento de ida-e-volta da superfície da Cefeide à medida que se expande e se contrai.

A partir deste conjunto de dados muito completo e detalhado os astrônomos determinaram o movimento orbital, os tamanhos e as massas das duas estrelas com enorme precisão – muito superior ao que tinha sido medido anteriormente para uma Cefeide. A massa da Cefeide é agora conhecida a menos de 1% e está completamente de acordo com as predições feitas a partir da teoria das pulsações estelares. Em contraste, a maior massa prevista pela teoria de evolução estelar encontra-se errada de modo bastante significativo.

A estimativa muito melhor da massa é apenas um resultado deste trabalho, e a equipa espera encontrar outros exemplos destes pares de estrelas bastante úteis de modo a explorar melhor este método. A equipa pensa também que a partir destes sistemas binários irá eventualmente conseguir determinar a distância à Grande Nuvem de Magalhães a menos de 1%, o que significaria  uma melhoria considerável da escala de distância cósmica.

O artigo original publicado na revista Nature encontra-se aqui: Artigo Orginal Nature

Fonte:

http://www.eso.org/public/news/eso1046/

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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