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Um mistério cósmico: Very Large Telescope captura o desaparecimento de uma estrela massiva
Entre 2001 e 2011, várias equipes de astrônomos estudaram a misteriosa estrela massiva, localizada na galáxia Kinman Dwarf, e suas observações indicaram que ela estava em um estágio final de sua evolução.
Por ESO - 30/06/2020


Esta ilustração mostra como poderia ser a estrela variável azul luminosa da galáxia Kinman Dwarf antes de seu misterioso desaparecimento. Crédito: ESO / L. Calçada

Usando o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, os astrônomos descobriram a ausência de uma estrela massiva e instável em uma galáxia anã. Os cientistas acham que isso pode indicar que a estrela se tornou menos brilhante e parcialmente obscurecida pela poeira. Uma explicação alternativa é que a estrela entrou em colapso em um buraco negro sem produzir uma supernova. "Se for verdade", afirma o líder da equipe e o doutorado. O estudante Andrew Allan, do Trinity College Dublin, Irlanda, "seria a primeira detecção direta de uma estrela monstro terminando sua vida dessa maneira".

Entre 2001 e 2011, várias equipes de astrônomos estudaram a misteriosa estrela massiva, localizada na galáxia Kinman Dwarf, e suas observações indicaram que ela estava em um estágio final de sua evolução. Allan e seus colaboradores na Irlanda, Chile e EUA queriam descobrir mais sobre como estrelas massivas terminam suas vidas, e o objeto no Kinman Dwarf parecia o alvo perfeito. Mas quando apontaram o VLT do ESO para a galáxia distante em 2019, não conseguiram mais encontrar as assinaturas reveladoras da estrela. "Em vez disso, ficamos surpresos ao descobrir que a estrela havia desaparecido!" diz Allan, que liderou um estudo da estrela publicado hoje em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Localizada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Aquário, a galáxia Kinman Dwarf está muito distante para os astrônomos verem suas estrelas individuais, mas podem detectar as assinaturas de algumas delas. De 2001 a 2011, a luz da galáxia mostrou consistentemente evidências de que hospedava uma estrela de ' variável azul luminosa ' cerca de 2,5 milhões de vezes mais brilhante que o Sol. Estrelas desse tipo são instáveis, mostrando mudanças dramáticas ocasionais em seus espectros e brilho. Mesmo com essas mudanças, as variáveis ​​azuis luminosas deixam rastros específicos que os cientistas podem identificar, mas estavam ausentes dos dados que a equipe coletou em 2019, deixando-os imaginando o que teria acontecido com a estrela. "Seria altamente incomum uma estrela tão grande desaparecer sem produzir uma explosão brilhante de supernova"

O grupo virou o instrumento ESPRESSO pela primeira vez em direção à estrela em agosto de 2019, usando os quatro telescópios de 8 metros do VLT simultaneamente. Mas eles não conseguiram encontrar os sinais que anteriormente apontavam para a presença da estrela luminosa. Alguns meses depois, o grupo experimentou o instrumento X-shooter, também no VLT do ESO, e novamente não encontrou vestígios da estrela.

"Podemos ter detectado uma das estrelas mais massivas do universo local entrando suavemente na noite", diz o membro da equipe Jose Groh, também do Trinity College Dublin. "Nossa descoberta não teria sido feita sem o uso dos poderosos telescópios de 8 metros do ESO, sua instrumentação exclusiva e o acesso imediato a esses recursos após o recente acordo da Irlanda para ingressar no ESO". A Irlanda se tornou um estado membro do ESO em setembro de 2018.
 
A equipe voltou-se para os dados mais antigos coletados usando o X-shooter e o instrumento UVES no VLT do ESO, localizado no deserto chileno de Atacama, e em telescópios em outros lugares. "O ESO Science Archive Facility nos permitiu encontrar e usar dados do mesmo objeto obtido em 2002 e 2009 ", diz Andrea Mehner, astrônoma da equipe do ESO no Chile que participou do estudo. "A comparação dos espectros UVES de alta resolução de 2002 com nossas observações obtidas em 2019 com o mais recente espectrógrafo de alta resolução do ESO ESPRESSO foi especialmente reveladora, tanto do ponto de vista astronômico quanto de instrumentação".

Os dados antigos indicavam que a estrela do Kinman Dwarf poderia estar passando por um forte período de explosão que provavelmente terminou algum tempo após 2011. Estrelas variáveis ​​azuis luminosas como esta tendem a sofrer explosões gigantescas ao longo de sua vida, causando as estrelas 'taxa de perda de massa a ponto e sua luminosidade a aumentar drasticamente.

Com base em suas observações e modelos, os astrônomos sugeriram duas explicações para o desaparecimento da estrela e a falta de uma supernova, relacionadas a essa possível explosão. A explosão pode ter resultado na transformação da variável azul luminosa em uma estrela menos luminosa, que também pode ser parcialmente escondida pela poeira. Alternativamente, a equipe diz que a estrela pode ter colapsado em um buraco negro, sem produzir uma explosão de supernova. Este seria um evento raro: nossa compreensão atual de como estrelas massivas morrem aponta para a maioria delas terminando suas vidas em uma supernova.

Estudos futuros são necessários para confirmar o que aconteceu com essa estrela. Planejado para começar as operações em 2025, o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO será capaz de resolver estrelas em galáxias distantes como o Anão Kinman, ajudando a resolver mistérios cósmicos como este.

 

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