domingo, 1 de março de 2020

Revelada proeminência gigante de estrela minúscula

Uma estrela com cerca de oito por cento da massa do Sol foi apanhada emitindo uma enorme "super-proeminência" de raios X, uma dramática erupção altamente energética que representa um problema fundamental para os astrônomos, que não consideravam ser possível em estrelas tão pequenas.


© ESA (ilustração de uma estrela anã L)

A estrela, conhecida como J0331-27, é uma anã L. É uma estrela com tão pouca massa que está apenas acima do limite do que constitui uma estrela. Se tivesse menos massa, não possuiria as condições internas necessárias para gerar a sua própria energia.

Os astrônomos descobriram a enorme proeminência de raios X em dados registados no dia 5 de julho de 2008 pelo instrumento EPIC (European Photon Imaging Camera) a bordo do observatório de raios X XMM-Newton da ESA. Em questão de minutos, a pequena estrela liberou mais de dez vezes mais energia do que as proeminências mais intensas do Sol.

As proeminências estelares são lançadas quando o campo magnético na atmosfera de uma estrela se torna instável e colapsa numa configuração mais simples. No processo, libera uma grande proporção da energia aí armazenada.

Esta liberação explosiva de energia cria um brilho repentino, a proeminência, e é aqui que as novas observações apresentam o seu maior quebra-cabeças.

A energia só pode ser colocada no campo magnético de uma estrela por partículas carregadas, também conhecidas como material ionizado e criadas em ambientes de alta temperatura. No entanto, sendo uma anã L, a J0331-27 tem uma temperatura superficial baixa para uma estrela, apenas 2.100K em comparação com os cerca de 6.000K do Sol. Os astrônomos não pensavam que uma temperatura tão baixa pudesse ser capaz de gerar partículas carregadas suficientes para alimentar tanta energia no campo magnético. Portanto, o enigma é: como é que é possível uma super-proeminência numa estrela tão pequena?

A super-proeminência foi descoberta em dados de arquivo do XMM-Newton como parte de um grande projeto de investigação liderado por Andrea De Luca do INAF - Instituto de Astrofísica Espacial e Física Cósmica em Milão, Itália. O projeto estudou a variabilidade temporal de aproximadamente 400.000 fontes detectadas pelo XMM-Newton ao longo de 13 anos.

Andrea e colaboradores procuravam, em particular, fenômenos peculiares e com J0331-27 certamente conseguiram isso. Várias estrelas semelhantes já tinham sido observadas emitindo super-proeminências na parte visível do espetro, mas esta é a primeira detecção inequívoca de uma erupção deste tipo em raios X.

O comprimento de onda é importante porque assinala de que parte da atmosfera a super-proeminência vem: a luz óptica vem de mais profundamente na atmosfera da estrela, perto da sua superfície visível, ao passo que os raios X vêm de mais alto na atmosfera.

A compreensão das semelhanças e diferenças entre esta nova, e até agora única, super-proeminência na anã L e as proeminências anteriormente observadas, detectadas em todos os comprimentos de onda em estrelas de maior massa, é agora uma prioridade para a equipe. Mas para alcançar isso, precisam de encontrar mais exemplos.

Uma pista que efetivamente possuem é que existe apenas uma proeminência de J0331-27 nos dados, apesar do XMM-Newton ter observado a estrela por um total de cerca de 40 dias. Isto é peculiar porque outras estrelas flamejantes tendem a sofrer de vários surtos menores.

Os dados parecem sugerir que uma anã L leva mais tempo para acumular energia, de modo que há uma grande liberação repentina.

As estrelas com proeminências mais frequentes liberam menos energia de cada vez, enquanto esta anã L parece liberar energia muito raramente, mas num evento realmente grande. Porque é que isto pode ser o caso, ainda é uma questão em aberto que precisa de mais investigação.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

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