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Processos no núcleo de gigantes azuis são revelados pelas oscilações estelares

·3 minuto de leitura

As estrelas azuis massivas ainda escondem muitos segredos, e um deles está relacionado aos processos que ocorrem em seus núcleos. Para entender melhor como os elementos se misturam dentro desses “caldeirões cósmicos” gigantes, uma equipe usou uma técnica chamada asteroseismologia, que estuda o interior das estrelas pulsantes. Essa foi a primeira vez em que a técnica foi utilizada em uma grande quantidade de estrelas.

Compreender dos mecanismos nucleares em estrelas gigantes é de grande importância para conhecer melhor a evolução desses corpos, que são os responsáveis por espalhar boa parte dos elementos da tabela periódica pelo universo. Embora os astrônomos saibam que elas passam a maior parte de suas vidas fundindo hidrogênio em hélio, há detalhes sobre o comportamento dos elementos nesses núcleos estelares, onde todos os processos são extremos.

Nas estrelas muito massivas, a fusão de hidrogênio fica extremamente concentrada no centro, e isso resulta em um núcleo convectivo turbulento. Somado a outros processos como a rotação interna, o hélio do núcleo é removido e substituído pelo hidrogênio que estava nas camadas superiores da estrela. Esse é um dos fatores que proporcionam vida mais longa a elas, pois quanto mais hidrogênio houver para fusão nuclear, mais tempo a estrela permanece na sequência principal, e mais demora a colapsar.

O problema é que ainda não se sabe ao certo como essa troca de hélio por hidrogênio ocorre. Uma das hipóteses é que se trata do resultado de vários eventos, tais como ondas sísmicas no interior da estrela. Essas ondas, por sua vez, poderiam surgir com a agitação do plasma por meio da convecção, isto é, pela transferência de calor que ocorre por meio da movimentação interna dos elementos e plasma.

Ilustração de um núcleo convectivo central que gera ondas que se espalham para o resto do interior da estrela (Imagem: Reprodução/Philipp Edelmann)
Ilustração de um núcleo convectivo central que gera ondas que se espalham para o resto do interior da estrela (Imagem: Reprodução/Philipp Edelmann)

Essa hipótese não pode ser comprovada por falta de meios de observação, mas o novo estudo conseguiu resultados promissores, publicados na Nature Astronomy, mostrando que a mistura interna de elementos pode ser muito diversa, ou seja, presente em algumas estrelas, mas ausentes em outras, sem haver um fator muito evidente como massa ou idade da estrela em questão. Para a análise asterossísmica, os cientistas usaram uma amostra de 26 estrelas do tipo B de pulsação lenta com oscilações, todas identificadas pela missão Kepler da NASA. São essas oscilações que a asteroseismologia é capaz de analisar para tirar conclusões sobre o núcleo estelar.

Além de revelar essas misturas de elementos no interior das estelares, a pesquisa de asteroseismologia também pode ajudar a obter informações sobre outras propriedades das estrelas, como massa e idade. “Embora esses sejam dois dos parâmetros estelares mais fundamentais, eles também são alguns dos mais difíceis de medir”, disse May Gade Pedersen, co-autora do estudo. Ela espera que os dados obtidos no estudo ajudem a compreender também o funcionamento interno das estrelas tipo O, que são uma “versão” muito maior e mais massiva das do tipo B.

Com massa entre três e oito vezes a massa do Sol, as amostras de estrelas do tipo B de pulsação lenta se expandem e contraem em escalas de tempo que podem variar entre 12 horas e 5 dias. Além disso, são capazes de mudar o brilho e suas oscilações estão ligadas às condições próximas ao núcleo, de acordo com a equipe. Eles também descobriram que algumas estrelas quase não tinham mistura, enquanto outras tinha “níveis um milhão de vezes mais altos”. Entre os motivos dessa variedade está a rotação interna, mas provavelmente há outros fatores envolvidos.

O estudo mostrou que as observações asterossísmicas são muito úteis para sondar o interior mais profundo das estrelas. Para prosseguir na pesquisa, Pedersen planeja usar dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, com objetivo de analisar grupos de estrelas oscilantes de alta massa OB, que possuem massas de 3 e 120 massas solares.

Fonte: Canaltech

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