Afinal, a maior estrela alguma vez descoberta pode ter uma massa estelar inferior ao que se pensava

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.

ZAP //

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