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Descoberta a estrela de maior massa do Universo

Com informações do ESO - 21/07/2010

Maior estrela do Universo
Chamada pelos cientistas, na falta de hiperlativos, de "estrela hipergigante", a R136a1 tem mais de 300 vezes a massa do Sol - isto é duas vezes mais do que os astrônomos acreditavam até hoje ser o tamanho máximo de uma estrela. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Maiores estrelas do Universo

Combinando medições feitas por instrumentos do Very Large Telescope do ESO (Observatório Europeu do Sul), astrônomos descobriram as estrelas de maior massa conhecidas até hoje, inclusive aquela que agora merece o título de "maior estrela do Universo" quando o critério é a massa, e não o diâmetro.

Chamada pelos cientistas, na falta de hiperlativos, de "estrela hipergigante", ela tem mais de 300 vezes a massa do Sol - isto é duas vezes mais do que os astrônomos acreditavam até hoje ser o tamanho máximo de uma estrela, que se calculava ser de 150 massas solares.

A existência dessas estrelas monstruosas - milhões de vezes mais luminosas do que o Sol, e que perdem massa através de poderosos ventos estelares - reabre a questão, mas também poderá ajudar a responder a pergunta "Qual é o tamanho máximo que uma estrela pode ter?" Por enquanto, elas podem ser tão grandes quanto a mais pesada que pudemos encontrar.

A R136a1 não é apenas a estrela de maior massa já encontrada, mas é também a que apresenta a maior luminosidade, sendo cerca de 10 milhões de vezes mais brilhante do que o Sol.

"Devido à raridade de tais objetos, penso que será bastante improvável que este novo recorde seja batido rapidamente," diz Paul Crowther, da Universidade de Sheffield, na Inglaterra, que chefiou a equipe que fez a descoberta.

Fábricas cósmicas

Os astrônomos utilizaram imagens do VLT e do Telescópio Espacial Hubble para estudar detalhadamente dois enxames estelares jovens, NGC 3603 e RMC 136a.

O NGC 3603 é uma fábrica cósmica, onde novas estrelas formam-se em um ritmo frenético a partir das extensas nuvens de gás e poeira da nebulosa, situada a cerca de 22.000 anos-luz de distância.

O RMC 136a (mais conhecido por R136) é outro enxame estelar composto por estrelas jovens, quentes e de grande massa, que se situa no interior da Nebulosa da Tarântula, numa das nossas galáxias vizinhas, a Grande Nuvem de Magalhães, a cerca de 165.000 anos-luz de distância.

Durante a pesquisa, a equipe encontrou várias estrelas com temperaturas superficiais de mais de 40.000 graus Celsius, ou seja, mais de sete vezes mais quentes do que o nosso Sol, algumas dezenas de vezes maiores e vários milhões de vezes mais brilhantes.

Maior estrela do Universo

Comparações com modelos estelares levaram à conclusão de que várias destas estrelas nasceram com massas superiores a 150 massas solares.

A estrela R136a1, encontrada no enxame R136, é a estrela de maior massa conhecida até agora, com uma massa atual de cerca de 265 massas solares e com uma massa de 320 vezes a massa do Sol na época do seu nascimento.

No NGC 3603, os astrônomos puderam também medir diretamente a massa de duas estrelas que pertencem a um sistema de estrela dupla, de modo a validar os modelos utilizados. As estrelas A1, B e C neste enxame têm massas estimadas, no momento do seu nascimento, acima ou próximas de 150 massas solares.

A estrela A1 do NGC 3603 é uma estrela dupla, com um período orbital de 3,77 dias. As duas estrelas do sistema têm, respectivamente, 120 e 92 vezes a massa do Sol, o que significa que se formaram com as massas respectivas de 148 e 106 massas solares.

Maior estrela do Universo
O RMC 136a, o lar da maior estrela do Universo, é um enxame estelar composto por estrelas jovens, quentes e de grande massa, que se situa no interior da Nebulosa da Tarântula, numa das nossas galáxias vizinhas, a Grande Nuvem de Magalhães, a cerca de 165.000 anos-luz de distância. [Imagem: ESO/P. Crowther/C.J. Evans]

Estrelas superpesadas

Se a R136a1 substituísse o Sol no nosso Sistema Solar - mantidas as distâncias relativas - ela seria mais brilhante do que o Sol na mesma proporção que o Sol é mais brilhante que a Lua Cheia.

"A sua elevada massa reduziria o tamanho do ano na Terra de cerca de três semanas, e a Terra seria banhada por uma radiação ultravioleta incrivelmente intensa, o que tornaria impossível a existência de vida no nosso planeta," diz Raphael Hirschi, da Universidade de Keele, também pertencente à equipe.

Estas estrelas superpesadas são extremamente raras, formando-se apenas no interior dos enxames estelares mais densos. Distinguir estrelas individuais - o que foi agora conseguido pela primeira vez - requer uma resolução extraordinária, só alcançada pelos modernos instrumentos infravermelhos do VLT.

A equipe também estimou a massa máxima possível das estrelas pertencentes a estes enxames e o número relativo de estrelas de maior massa.

"As estrelas menores têm um limite inferior para a massa de aproximadamente oitenta vezes a massa de Júpiter, limite abaixo do qual se tornam 'estrelas falidas' ou anãs-marrons," diz Olivier Schnurr, do Astrophysikalisches Institut Potsdam. "Os nossos novos resultados apoiam a ideia anterior de que também existe um limite superior para a massa das estrelas, embora os resultados subam este limite por um fator de dois, para cerca de 300 massas solares."

Ventos das estrelas

Estrelas de grande massa produzem ventos muito poderosos, por meio dos quais elas vão aos poucos perdendo massa.

"Contrariamente aos humanos, estas estrelas nascem muito pesadas e vão perdendo peso à medida que envelhecem," diz Paul Crowther. "Com um pouco mais de um milhão de anos, a maior delas, a R136a1, encontra-se já na 'meia-idade' e passou por um intenso regime de perda de peso, tendo já perdido um quinto da sua massa inicial nesse período, o que corresponde a mais de cinquenta massas solares."

No interior do R136, apenas quatro estrelas pesavam mais do que 150 massas solares no momento do seu nascimento. No entanto, sozinhas, elas são responsáveis por praticamente metade do vento estelar e da radiação liberada por todo o enxame.

A R136a1 libera energia para o meio ao seu redor cinquenta vezes maior do que o enxame da Nebulosa de Órion, a região de formação de estrelas de grande massa mais próxima da Terra.

Supernovas instáveis

Compreender a formação de estrelas de grande massa é, por si só, algo muito complexo, devido às suas vidas muito curtas e seus ventos poderosos.

Se não fosse o suficiente, a identificação de casos tão extremos como a R136a1 complica ainda mais o já elevado desafio posto às teorias. "Ou estas estrelas se formaram já muito grandes ou então estrelas menores fundiram-se para as produzirem," explica Crowther.

Estrelas com massas entre 8 e 150 massas solares explodem no final das suas curtas vidas sob a forma de supernovas, das quais restam objetos exóticos, como estrelas de nêutrons ou buracos negros.

Tendo agora estabelecido a existência de estrelas com massas compreendidas entre 150 e 300 massas solares, os astrônomos levantam a hipótese da existência de objetos excepcionalmente brilhantes, "supernovas instáveis", que explodiriam completamente, sem deixar restos de espécie alguma, e que liberariam até cerca de dez massas solares de ferro para o meio interestelar.

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