Olhando para o céu noturno, você pode imaginar uma estrela brilhando milhares de vezes mais brilhante que o normal. Aquilo foi uma explosão cósmica – uma supernova! Mas esse não é o caso. As estrelas estão vivas.
Estas erupções violentas e não letais podem fazer com que as estrelas imitem estrelas reais supernova – levando ao que carinhosamente chamamos de “Impostores de Supernovas”.
Tentar entender esses impostores de supernovas é como tentar medir o volume da erupção de um vulcão violento sem chegar muito perto. Sabemos que isto é importante, mas medir a quantidade de material que estas estrelas ejetam e por que razão o ejetam é surpreendentemente difícil.
Os métodos atuais de medição da perda de massa através de observações infravermelhas ou de rádio muitas vezes apenas nos mostram o que está acontecendo neste momento. Mas o material que essas estrelas cospem vem aos trancos e barrancos, e não em um fluxo constante. Quando tentamos calcular a média de todos os dados de uma população de estrelas, perdemos detalhes interessantes sobre o comportamento de estrelas individuais.
Durante décadas, os astrônomos inventaram modelos computacionais sofisticados para Prevendo como as estrelas vivem e morrem. Essas trajetórias de evolução estelar são a bola de cristal do nosso universo. Mas para estrelas verdadeiramente massivas, os modelos muitas vezes entram em colapso, incapazes de completar as suas vidas em simulações. Qual é o grande obstáculo? Isto é exatamente o mesmo que a perda de massa da erupção.
Os modelos incluem uma maneira de descrevê-la, imaginando que a pressão da luz empurra o material para longe da estrela além do seu limite de luminosidade estável – o que os cientistas chamam de condição super-Eddington.
Mas a chave para conseguir isso é um parâmetro de eficiência flutuante – um botão que controla a intensidade do burst. Ninguém sabe onde configurá-lo. Este é um valor crucial e irrestrito que dificulta a nossa compreensão de como estes gigantes cósmicos evoluíram.
Os esforços para modelar com precisão estes fenómenos significam que, apesar das crescentes evidências observacionais de erupções violentas, os seus mecanismos físicos subjacentes permanecem pouco compreendidos.
Mas os astrônomos são um grupo inteligente. Uma equipe liderada por Shelley J. Cheng do Center for Astrophysics | Harvard e o Smithsonian Institution, juntamente com Charlie Conroy e Jared A. Goldberg, decidiram enfrentar este problema de frente com um estudo. Nova pesquisa postada no arXiv.
O que eles pensam? Em vez de tentar medir cada pedacinho de uma única estrela gigante, eles farão um censo das supergigantes vermelhas dos nossos vizinhos galácticos próximos – o que chamamos de Grupo Local. Estas são estrelas massivas em estágio avançado, inchadas e avermelhadas, brilhando em todo o universo. Sabemos onde eles moram. Nós sabemos como eles são.
Rastreios de áreas amplas, como o PanSTARRS1 Medium Deep Survey, revolucionaram a nossa capacidade de detectar estes estranhos transientes e explosões de luz, ajudando-nos a mapear estas estrelas gigantes vermelhas em galáxias distantes. Esta capacidade observacional é crítica para coletar os dados necessários para calibrar as perdas de massa da erupção.
A equipe usou o complexo modelo de evolução estelar MESA para ajustar parâmetros misteriosos de eficiência e ver o que aconteceu. Eles então criaram populações estelares simuladas – essencialmente galáxias falsas preenchidas com essas estrelas modelo, amostrando diferentes massas e idades iniciais, assim como regiões reais de formação de estrelas.
Eles então compararam as distribuições de brilho previstas para essas estrelas simuladas com observações reais de supergigantes vermelhas. Pequena Nuvem de MagalhãesGrande Nuvem de Magalhães e Galáxia de Andrômeda (M31). É como tentar combinar uma foto borrada de uma multidão com uma fileira de suspeitos, ajustando cuidadosamente até a foto clicar.
Eles descobriram que o parâmetro de eficiência não é apenas um número aleatório. Mostra uma clara tendência positiva na metalicidade (a quantidade de elementos pesados em uma estrela).
Quanto mais elementos pesados houver, mais violenta será a erupção. É como adicionar mais bicarbonato de sódio a um experimento com um vulcão – as coisas ficam mais ativas.
Através desta perda de massa eruptiva calibrada, uma estrela que começa muito massiva (cerca de 20 vezes o peso do Sol) não pode sequer tornar-se uma estrela massiva. supergigante vermelha no modelo. Em vez disso, estas estrelas massivas libertam tanto material em explosões dramáticas que saltam completamente a fase de supergigante vermelha e evoluem ao longo de caminhos diferentes.
mas universoComo sempre, segure mais cartas. Esta relação entre perda de massa e metalicidade parece ser forte, mas precisamos testá-la em mais galáxias (não apenas nos nossos vizinhos imediatos) para confirmar que esta tendência é realmente generalizada. Simulações futuras também precisarão se aprofundar nos detalhes: a metalicidade afeta o que desencadeia uma erupção ou a quantidade de material que escapa?
A lenda dessas estrelas cuspidoras está longe de terminar. Cada nova explosão de observações, cada modelo melhorado, remove outra camada e mostra-nos quão dinâmica e surpreendente pode ser a vida de uma estrela.
