Olhando para o céu noturno, você pode imaginar uma estrela queimando, milhares de vezes mais brilhante que o normal. Foi uma explosão cósmica – uma supernova! Exceto que não é. A estrela continua viva.
Essas explosões violentas e não letais fazem uma estrela refletir a realidade Supernova – levando ao que carinhosamente chamamos de “impostores de supernovas”.
Tentar compreender esses impostores de supernovas é como tentar pesar a produção de um vulcão em fúria sem chegar muito perto. Sabemos que é importante, mas a quantidade de material que essas estrelas ejetam e como fazê-las fazer isso é surpreendentemente difícil.
As formas atuais de medir a perda de massa a partir de observações infravermelhas ou de rádio geralmente mostram o que está acontecendo agora. Mas essas estrelas cospem coisas aos trancos e barrancos, e não em um fluxo constante. Quando tentamos calcular a média de tudo em uma população estelar, perdemos os detalhes interessantes do comportamento estelar individual.
Durante décadas, os astrônomos desenvolveram modelos computacionais complexos Preveja como as estrelas vivem e morrem. Essas trilhas de evolução estelar são nossas bolas de cristal cósmicas. Mas para estrelas verdadeiramente massivas, os modelos muitas vezes acabam incapazes de terminar as suas carreiras em simulação. Um grande obstáculo? A mesma perda explosiva de massa.
Uma forma como os modelos descrevem isso é que a pressão da luz empurra o material para longe da estrela, excedendo o seu limite de luminosidade padrão – os cientistas chamam estas condições de super-Eddington.
Mas a chave para fazer isso funcionar é um parâmetro de capacidade flutuante – um mostrador que controla a intensidade da explosão. Ninguém sabe onde configurá-lo. Este é um valor importante e irrestrito que dificulta a nossa compreensão de como estes gigantes cósmicos se formam.
A luta para modelar com precisão estes fenómenos significa que, apesar das crescentes evidências observacionais de explosões violentas, os mecanismos físicos subjacentes são mal compreendidos.
Mas os astrônomos são um grupo inteligente. Shelley J. no Centro de Astrofísica. Uma equipe liderada por Cheng | Harvard & Smithsonian, Charlie Conroy e Jared A. Juntamente com Goldberg, eles decidiram enfrentar este problema de frente. O novo estudo é publicado no arXiv.
A ideia deles? Em vez de tentar medir cada pequeno arroto de um gigante, eles farão um levantamento das supergigantes vermelhas nos nossos vizinhos galácticos mais próximos – o que chamamos de população estelar do Grupo Local. Estas são estrelas massivas em seus estágios finais, inchadas e vermelhas, brilhando intensamente em todo o universo. Sabemos onde eles moram. Nós sabemos como eles são.
Rastreios de campo amplo, como o PanSTARRS1 Medium-Deep Survey, estão a revolucionar a nossa capacidade de detetar estes estranhos caprichos e explosões luminescentes, ajudando a mapear estas gigantes vermelhas em galáxias distantes. Este poder de rastreamento é fundamental para coletar os dados necessários para quantificar a perda de massa explosiva.
A equipe usou modelos sofisticados de evolução estelar MESA para ajustar esse misterioso parâmetro de desempenho e ver o que aconteceu. Depois, criaram populações estelares simuladas – basicamente, galáxias simuladas cheias de estrelas deste tipo, modeladas em diferentes massas e idades iniciais, tal como regiões reais de formação estelar.
Eles compararam as distribuições de brilho previstas destas estrelas simuladas com observações reais de supergigantes vermelhas. Pequena Nuvem de MagalhãesA Grande Nuvem de Magalhães e a Galáxia de Andrômeda (M31). Era como tentar combinar uma foto borrada de uma multidão com uma fila de suspeitos, ajustando cuidadosamente até a imagem clicar.
O que descobriram foi que o parâmetro de desempenho não era um número aleatório. Ele mostrou uma tendência clara e positiva com a metalicidade – a quantidade de elementos pesados incorporados em uma estrela.
Quanto mais pesados os elementos, mais violentas são as explosões. É como adicionar mais bicarbonato de sódio a um experimento vulcânico – as coisas ficam excitadas.
Através desta explosão de calibração de perda de massa, as estrelas que começam por ser realmente massivas – mais de 20 vezes a altura do Sol – são impedidas de se tornarem. Supergigantes vermelhas em amostras. Em vez disso, estas estrelas massivas libertam tanta matéria nas suas explosões dramáticas que contornam completamente a fase supergigante vermelha e formam-se num caminho diferente.
Mas universoComo sempre, contém mais cartas. Esta relação entre perda de massa e metalicidade parece robusta, mas para confirmar que esta tendência é verdadeiramente generalizada, precisamos de testá-la não apenas na nossa vizinhança imediata, mas também em mais galáxias. Simulações futuras devem aprofundar o âmago da questão: a metalicidade afeta o que desencadeia a explosão ou a quantidade de material que escapa?
A história dessas estrelas cuspidoras está longe de terminar. Cada nova explosão de visão, cada amostra refinada, revela outra camada, mostrando-nos quão dinâmica e surpreendente pode ser a vida de uma estrela.
