NASA, ESA, P.Crowther (University of Sheffield)
Aglomerado de estrelas R136 na região central da Nebulosa da Tarântula na Grande Nuvem de Magalhães.
Embora não saibamos qual é o limite superior da massa estelar, os cálculos e a modelação sugerem que tem de haver um.
A imensidão do Universo pode transmitir a ideia de que as estrelas não encontram limites ao seu crescimento, no entanto, esta está errada. De acordo com as imagens mais nítidas alguma vez captadas, o limite superior das mesmas é provavelmente inferior ao que se estimava antes.
A estrela R136a1 foi inicialmente medida em cerca de 250 a 320 vezes a massa do nosso próprio Sol. A nova estimativa coloca-o entre 150 e 230 vezes a massa do Sol. Esta nova figura de pouco menos de 200 massas solares ainda faz da estrela um recordista de peso pesado, mas a revisão para baixo da sua massa poderia ter implicações mais profundas.
O trabalho fez parte de um projeto para compreender o aglomerado em que reside, chamado R136. Situa-se na Nebulosa da Tarântula, um foco de formação de estrelas numa galáxia satélite da Via Láctea chamada a Grande Nuvem de Magalhães.
Este aglomerado contém algumas das estrelas mais maciças conhecidas; massas que agora também foram revistas para baixo. Uma vez que estas massas são pontos críticos de ancoragem para a função de massa superior das estrelas maciças, o trabalho pode significar que os nossos limites de massa superior estelares anteriores estão errados.
“Os nossos resultados mostram-nos que a estrela mais maciça que conhecemos atualmente não é tão maciça como tínhamos estabelecido anteriormente”, diz o astrónomo e astrofísico Venu Kalari do Observatório Gemini. “Isto sugere que o limite superior das massas estelares também pode ser menor do que se pensava anteriormente”.
Embora não saibamos qual é o limite superior da massa estelar, os cálculos e a modelação sugerem que tem de haver um. É aceite que num ponto conhecido como limite Eddington a pressão externa da radiação do núcleo excede a pressão gravitacional interna, forçando o material nas camadas externas da estrela a ser ejetado.
Algumas pesquisas anteriores estabeleceram uma firmeza de 150 massas solares como limite de Eddington. Depois, foram adquiridos novos dados sobre as estrelas R136, com um grupo inteiro a pesar em massas significativamente mais elevadas.
Além de desafiarem o limite de Eddington, estas estrelas desafiaram igualmente modelos de formação estelar. Pesquisas posteriores descobriram que tais modelos podem formar-se através de fusões estelares, mas ainda não temos uma boa resposta para o problema do limite de Eddington.
A fixação de um limite de massa superior baseado em pontos de referência precisos contribuiria em muito para resolver este puzzle roedor. A massa estelar pode ser calculada através da obtenção de observações precisas que revelam o brilho e a temperatura da estrela. Por isso, Kalari e os seus colegas começaram a obter imagens novas e mais nítidas do aglomerado em geral, e R136a1 em particular.
Isto deu à equipa as ferramentas para conceber a nova massa de 196 massas solares (mais ou menos algumas dezenas de massas solares) para o R136a1, e 151 e 155 massas solares para duas outras grandes estrelas no aglomerado, R136a2 e R136a3 – de 195-211, e 180-181 respetivamente.
Isto tem implicações para a produção de elementos pesados no Universo. É possível que se saiba que as estrelas maciças acabam por ser buracos negros; elas ejetam o seu material exterior e forma-se um buraco negro a partir do núcleo estelar em colapso. Contudo, existe um limite superior para isto: mais de cerca de 130 massas solares, a estrela pode explodir no que é conhecido como uma supernova de dupla instabilidade, na qual toda a estrela, núcleo e tudo, explode.
Durante estes acontecimentos incrivelmente violentos, os processos subatómicos resultam na produção de elementos pesados. Se houver menos estrelas nesta faixa de massa, então precisamos de repensar a potencial contribuição que as supernovas de par-instabilidade fazem para os elementos pesados que observamos no espaço.
“A importância da existência ou não de supernovas de par-instabilidade não pode ser sobrevalorizada, pois apenas uma supernova de par-instabilidade de uma estrela de massa de 300 solares produziria e libertaria mais metais no meio interestelar do que toda uma função de massa estelar abaixo dela, o que mudaria completamente o nosso entendimento da modelação da evolução química galáctica”, escrevem os investigadores no seu artigo.
No entanto, este resultado foi alcançado pressionando o limite do instrumento Zorro para o telescópio Gemini Sul, e os investigadores apelam à prudência na sua interpretação dos resultados. O passo seguinte seria tentar validar as conclusões, talvez tomando e comparando observações de outro instrumento.
