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Descobertas estrelas que pulsam com ritmo

Com informações da NASA - 13/05/2020

Descobertas estrelas que pulsam com ritmo
A pulsação ritmada traz muitas informações sobre a estrela, da sua idade à sua composição.
[Imagem: Chris Boshuizen/Simon Murphy/Tim Bedding]

Estrelas que pulsam

Astrônomos detectaram padrões de pulsação em dezenas de estrelas jovens em rotação rápida, usando o telescópio espacial TESS, projetado para encontrar exoplanetas.

Timothy Bedding e seus colegas afirmam que "a descoberta revolucionará a capacidade de estudar detalhes como idade, tamanho e composição dessas estrelas" - todas membros de uma classe batizada com o nome da primeira estrela pulsante, a Delta Scuti, descoberta há mais de um século.

"As estrelas Delta Scuti claramente pulsam de modos interessantes, mas os padrões dessas pulsações até agora desafiaram o entendimento," disse Bedding, da Universidade de Sydney, na Austrália. "Para usar uma analogia musical, muitas estrelas pulsam em acordes simples, mas as estrelas Delta Scuti são complexas, com notas que parecem confusas. [O telescópio] TESS nos mostrou que isso não é verdade para todas elas."

Astrossismologia

Os geólogos estudam as ondas sísmicas dos terremotos para entender a estrutura interna da Terra a partir do modo como as reverberações mudam de velocidade e direção à medida que viajam pelo planeta. Os astrônomos aplicam o mesmo princípio para estudar o interior das estrelas através de suas pulsações, um campo chamado astrossismologia.

As ondas sonoras viajam pelo interior de uma estrela em velocidades que mudam com a profundidade, e todas essas ondas se combinam em padrões que alcançam a superfície da estrela na forma de pulsações. Os astrônomos podem detectar esses padrões na forma de pequenas flutuações no brilho da estrela, e usá-los para determinar a idade, temperatura, composição, estrutura interna e outras propriedades da estrela.

As estrelas Delta Scuti têm entre 1,5 e 2,5 vezes a massa do Sol e giram uma ou duas vezes por dia, o que é pelo menos uma dúzia de vezes mais rápido do que o Sol. A rápida rotação aplaina as estrelas em seus pólos e embaralha os padrões de pulsação, tornando-os caóticos e complicados de decifrar.

Agora, os astrônomos encontraram 60 estrelas Delta Scuti com padrões de pulsação claros e inteligíveis.

"Isso é realmente é uma grande descoberta. Agora temos uma série regular de pulsações para essas estrelas que podemos entender e comparar com os modelos," disse o astrônomo Simon Murphy. "Isso nos permitirá medir essas estrelas usando astrossismologia de uma maneira que nunca fomos capazes de fazer. Mas também nos mostrou que isso é apenas um trampolim para o entendimento das estrelas Delta Scuti".


Questão de ponto de vista

Os dados preliminares indicam que as pulsações nas Delta Scuti bem comportadas se enquadram em duas categorias principais, ambas causadas pelo armazenamento e liberação de energia na estrela. Algumas ocorrem quando a estrela inteira se expande e se contrai simetricamente, e outros ocorrem quando os hemisférios opostos se expandem e contraem alternadamente.

A equipe acredita que suas 60 estrelas têm padrões claros porque são mais jovens que outras Delta Scuti, tendo apenas recentemente começado a produzir toda a sua energia através da fusão nuclear. As pulsações tipicamente são mais rápidas nas estrelas mais jovens. À medida que as estrelas envelhecem, a frequência das pulsações diminui e elas se misturam com outros sinais.

Outro fator pode ser o ângulo de visão do telescópio TESS. Os cálculos teóricos preveem que os padrões de pulsação de uma estrela em rotação rápida devem ser mais simples quando as vemos "de cima ou de baixo" - por um de seus pólos, em vez de seu pelo equador. O conjunto de dados do telescópio TESS incluiu cerca de 1.000 estrelas Delta Scuti, o que significa que algumas delas, estatisticamente, devem ter sido fotografadas do ponto de vista dos seus polos.

Bibliografia:

Artigo: Very regular high-frequency pulsation modes in young intermediate-mass stars
Autores: Timothy R. Bedding, Simon J. Murphy, Daniel R. Hey, Daniel Huber, Tanda Li, Barry Smalley, Dennis Stello, Timothy R. White, Warrick H. Ball, William J. Chaplin, Isabel L. Colman, Jim Fuller, Eric Gaidos, Daniel R. Harbeck, J. J. Hermes, Daniel L. Holdsworth, Gang Li, Yaguang Li, Andrew W. Mann, Daniel R. Reese, Sanjay Sekaran, Jie Yu, Victoria Antoci, Christoph Bergmann, Timothy M. Brown, Andrew W. Howard, Michael J. Ireland, Howard Isaacson, Jon M. Jenkins, Hans Kjeldsen, Curtis McCully, Markus Rabus, Adam D. Rains, George R. Ricker, Christopher G. Tinney, Roland K. Vanderspek
Revista: Nature
Vol.: 581, pages 147-151
DOI: 10.1038/s41586-020-2226-8





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