Astrônomos da Universidade de Vanderbilt descobriram uma maneira de melhor estimar as massas de estrelas solitárias e, consequentemente, dos seus planetas.
Crédito: Michael Smelzer, Universidade de Vanderbilt
Os astrônomos desenvolveram um método novo e melhorado para medir as massas de milhões de estrelas solitárias, especialmente aquelas com sistemas planetários.
A obtenção de medições precisas da massa das estrelas não só desempenha um papel crucial na compreensão de como as estrelas nascem, evoluem e morrem, mas também é essencial na avaliação da verdadeira natureza dos milhares de exoplanetas que agora sabemos orbitarem outras estrelas.
O método parece feito sob medida para a missão Gaia da ESA, que está no processo de mapear a Via Láctea em três dimensões, e para o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, com lançamento previsto para o próximo ano e que irá estudar as 200.000 estrelas mais brilhantes do céu à procura de terras alienígenas.
"Nós desenvolvemos um método inovador para 'pesar' estrelas solitárias," afirma Keivan Stassun, professor de Física e Astronomia da Universidade de Vanderbilt. "Primeiro, usamos a luz total da estrela e a sua paralaxe para inferir o seu diâmetro. De seguida, analisamos a forma como a luz da estrela cintila, o que nos fornece uma medição da sua gravidade superficial. Combinamos as duas medições para obter a massa total da estrela."
Stassun e os colegas Enrico Corsaro do INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania, Itália, Joshua Pepper da Universidade Leigh e Scott Gaudi da Universidade Estatal do Ohio, descrevem o método e demonstram a sua precisão usando 675 estrelas de massa conhecida num artigo aceite para publicação na revista The Astronomical Journal.
Tradicionalmente, o método mais preciso para determinar a massa de estrelas distantes é medir as órbitas dos sistemas duplos, chamados binários. As leis do movimento de Newton permitem aos astrônomos calcular as massas das duas estrelas medindo as suas órbitas com uma precisão considerável. No entanto, menos de metade dos sistemas estelares na Galáxia são binários, e os binários compõem apenas cerca de um-quinto das estrelas anãs vermelhas que se tornaram locais de caça privilegiada para exoplanetas, de modo que os astrônomos apresentaram uma variedade de outros métodos para estimar as massas de estrelas solitárias. O método fotométrico que classifica estrelas por cor e brilho é o mais geral, mas não é muito preciso. A asterosismologia (ou sismologia estelar), que mede as flutuações da luz provocadas por pulsos de som que viajam através do interior de uma estrela, é altamente precisa, mas só funciona para alguns milhares das estrelas mais próximas e brilhantes.
"O nosso método pode medir a massa de um grande número de estrelas com uma precisão de 10 a 25%. Na maioria dos casos, é muito mais preciso do que é possível com outros métodos disponíveis e, principalmente, pode ser aplicado a estrelas solitárias, por isso não estamos limitados a binários," explica Stassun.
A técnica é uma extensão de uma abordagem que Stassun desenvolveu há quatro anos com a estudante Fabienne Bastien, agora professora assistente na Universidade Estatal da Pensilvânia. Usando um software especial de visualização desenvolvido por uma equipe neuro-diversificada de astrónomos de Vanderbilt, Bastien descobriu um padrão subtil de cintilação na luz estelar que contém informações valiosas sobre a gravidade de superfície de uma estrela.
O ano passado, Stassun e colaboradores desenvolveram um método empírico para determinar o diâmetro de estrelas usando dados de catálogos estelares publicados. Envolve a combinação da informação da luminosidade e temperatura de uma estrela com dados de paralaxe da missão Gaia (o efeito paralaxe é o deslocamento aparente de um objeto provocado por uma mudança no ponto de vista do observador).
"Ao reunir essas duas técnicas, mostramos que podemos estimar a massa de estrelas catalogadas pela missão Kepler da NASA com uma precisão que ronda os 25% e podemos estimar que proporcionará uma precisão de cerca de 10% para os tipos de estrelas que a missão TESS vai ter como alvo," acrescenta Stassun.
Estabelecer a massa de uma estrela que possui um sistema planetário é um fator crítico na determinação da massa e do tamanho dos planetas que a orbitam. Um erro de 100% na estimativa da massa de uma estrela, típico quando se usa o método fotométrico, pode resultar num erro de até 67% no cálculo da massa dos seus planetas. Isto é aproximadamente equivalente à diferença entre um Mercúrio e uma Terra. Portanto, é extremamente importante avaliar corretamente a natureza de todos os mundos alienígenas que os astrônomos começaram a detetar nos últimos anos.
FONTE: ASTRONOMIA ONLINE
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