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Pela primeira vez, astrônomos capturaram imagens de uma estrela diferente do Sol com detalhes suficientes para rastrear o movimento do gás borbulhante em sua superfície. As imagens da estrela, R Doradus, foram obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um telescópio de propriedade conjunta do Observatório Europeu do Sul (ESO), em julho e agosto de 2023. Elas mostram bolhas gigantes e quentes de gás, 75 vezes o tamanho do Sol, aparecendo na superfície e afundando de volta no interior da estrela mais rápido do que o esperado.
“Esta é a primeira vez que a superfície borbulhante de uma estrela real pode ser mostrada dessa forma”, [1] diz Wouter Vlemmings, professor da Chalmers University of Technology, Suécia, e autor principal do estudo publicado hoje na Nature . “Nós nunca esperávamos que os dados fossem de tão alta qualidade que pudéssemos ver tantos detalhes da convecção na superfície estelar.”
As estrelas produzem energia em seus núcleos por meio da fusão nuclear. Essa energia pode ser transportada para a superfície da estrela em enormes bolhas quentes de gás, que então esfriam e afundam — como uma lâmpada de lava. Esse movimento de mistura, conhecido como convecção, distribui os elementos pesados formados no núcleo, como carbono e nitrogênio, por toda a estrela. Também é considerado responsável pelos ventos estelares que transportam esses elementos para o cosmos para construir novas estrelas e planetas.
Os movimentos de convecção nunca foram rastreados em detalhes em estrelas que não o Sol, até agora. Usando o ALMA, a equipe conseguiu obter imagens de alta resolução da superfície de R Doradus ao longo de um mês. R Doradus é uma estrela gigante vermelha, com um diâmetro de aproximadamente 350 vezes o do Sol, localizada a cerca de 180 anos-luz de distância da Terra na constelação Dorado. Seu grande tamanho e proximidade com a Terra a tornam um alvo ideal para observações detalhadas. Além disso, sua massa é semelhante à do Sol, o que significa que R Doradus provavelmente é bastante semelhante a como nosso Sol se parecerá em cinco bilhões de anos, quando se tornar uma gigante vermelha.
“A convecção cria a bela estrutura granular vista na superfície do nosso Sol, mas é difícil de ver em outras estrelas”, acrescenta Theo Khouri, pesquisador da Chalmers que é coautor do estudo. “Com o ALMA, agora conseguimos não apenas ver diretamente os grânulos convectivos — com um tamanho 75 vezes maior que o do nosso Sol! — mas também medir a velocidade com que eles se movem pela primeira vez.”
Os grânulos de R Doradus parecem se mover em um ciclo de um mês, o que é mais rápido do que os cientistas esperavam com base em como a convecção funciona no Sol. "Ainda não sabemos qual é o motivo da diferença. Parece que a convecção muda conforme uma estrela envelhece de maneiras que ainda não entendemos", diz Vlemmings. Observações como as feitas agora de R Doradus estão nos ajudando a entender como estrelas como o Sol se comportam, mesmo quando crescem tão frias, grandes e borbulhantes quanto R Doradus.
“É espetacular que agora possamos obter imagens diretas dos detalhes na superfície de estrelas tão distantes e observar a física que até agora era observável apenas em nosso Sol”, conclui Behzad Bojnodi Arbab, um aluno de doutorado em Chalmers que também esteve envolvido no estudo.
Notas
Mais informações
Esta pesquisa foi apresentada em um artigo intitulado “Escala de tempo de convecção de um mês na superfície de uma estrela gigante evoluída” a ser publicado na Nature (doi:10.1038/s41586-024-07836-9).
A equipe é composta por W. Vlemmings (Universidade de Tecnologia de Chalmers, Suécia [Chalmers]), T. Khouri (Chalmers), B. Bojnordi (Chalmers), E. De Beck (Chalmers) e M. Maercker (Chalmers).
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronômica internacional, é uma parceria do ESO, da National Science Foundation (NSF) dos EUA e dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais (NINS) do Japão em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em nome dos seus Estados-Membros, pela NSF em cooperação com o National Research Council of Canada (NRC) e o National Science and Technology Council (NSTC) em Taiwan e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). A construção e as operações do ALMA são lideradas pelo ESO em nome dos seus Estados-Membros; pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO), gerido pela Associated Universities, Inc. (AUI), em nome da América do Norte; e pelo National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) em nome do Leste Asiático. O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece a liderança e gestão unificadas da construção, comissionamento e operação do ALMA.
O Observatório Europeu do Sul (ESO) permite que cientistas do mundo inteiro descubram os segredos do Universo para o benefício de todos. Nós projetamos, construímos e operamos observatórios terrestres de classe mundial — que astrônomos usam para lidar com questões interessantes e espalhar o fascínio pela astronomia — e promovemos a colaboração internacional para a astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, hoje o ESO é apoiado por 16 Estados-Membros (Áustria, Bélgica, República Tcheca, Dinamarca, Espanha, França, Finlândia, Irlanda, Itália, Holanda, Polônia, Portugal, Reino Unido, Suécia e Suíça), juntamente com o estado anfitrião do Chile e com a Austrália como Parceiro Estratégico. A sede do ESO e seu centro de visitantes e planetário, o ESO Supernova, estão localizados perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar maravilhoso com condições únicas para observar o céu, abriga nossos telescópios. O ESO opera três locais de observação: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e seu Very Large Telescope Interferometer, assim como telescópios de rastreio como o VISTA. Também no Paranal o ESO sediará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o ALMA no Chajnantor, uma instalação que observa os céus na faixa milimétrica e submilimétrica. No Cerro Armazones, perto do Paranal, estamos construindo “o maior olho do mundo no céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. A partir dos nossos escritórios em Santiago, Chile, apoiamos as nossas operações no país e interagimos com parceiros e a sociedade chilena.
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Fonte: Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês) / Publicação 11-09-2024
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