A evolução dos ventos estelares no sistema binário HD 5980, observada pelo XMM-Newton da ESA entre 2000 e 2016.
O sistema consiste de duas estrelas com 60 vezes a massa do Sol e é o primeiro sistema estelar com ventos em colisão descoberto para lá da nossa Via Láctea em 2007. Encontra-se na Pequena Nuvem de Magalhães.
Os dados do XMM-Newton, recolhidos entre 2000 e 2005, mostram uma fonte de raios-X brilhante e energética, com variações características de uma interação em curso entre os ventos soprados pelas duas estrelas.
Esperava-se que o sistema diminuisse de brilho com o passar dos anos, mas observações posteriores realizadas com o XMM-Newton em 2016 revelaram o oposto: o sistema era duas vezes e meia mais brilhante do que uma década antes, e a sua emissão de raios-X tinha mudado para energias mais altas.
Estas observações surpreendentes parecem indicar que os choques dos ventos estelares trabalham de modo contraintuitivo, demonstrando um estudo teórico que teorizava um tal cenário, publicado por Nathaniel D. Kee e colaboradores em 2014.
Crédito: ESA/XMM-Newton; Y. Nazé et al. 2018
O XMM-Newton da ESA detetou mudanças surpreendentes nos poderosos fluxos de gás de duas estrelas massivas, sugerindo que os ventos estelares em colisão não se comportam como o esperado.
As estrelas massivas - várias vezes maiores do que o nosso Sol - levam vidas turbulentas, queimando o seu combustível nuclear rapidamente e expelindo grandes quantidades de material para os seus arredores ao longo das suas curtas, mas furiosas vidas.
Estes ferozes ventos estelares podem transportar o equivalente à massa da Terra num mês e viajar milhões de quilômetros por hora, de modo que quando dois destes ventos colidem, libertam quantidades enormes de energia. O choque cósmico aquece o gás a milhões de graus, tornando-o brilhante em raios-X.
Normalmente, os ventos em colisão mudam pouco porque nem as estrelas nem as suas órbitas mudam. No entanto, algumas estrelas massivas têm comportamentos dramáticos. Este é o caso de HD 5980, um par de duas estrelas gigantes, cada com 60 vezes a massa do nosso Sol e separadas por apenas 100 milhões de quilômetros - mais perto do que a Terra está do Sol.
Uma delas sofreu uma grande explosão em 1994, reminiscente da erupção que transformou Eta Carinae na segunda estrela mais brilhante do céu durante mais ou menos 18 anos no século XIX. Embora já seja tarde demais para estudar a histórica erupção de Eta Carinae, os astrónomos têm vindo a observar HD 5980 com telescópios de raios-X para estudar o gás quente.
Em 2007, Yaël Nazé da Universidade de Liège, Bélgica, e colegas descobriram a colisão dos ventos destas estrelas usando observações feitas pelos telescópios XMM-Newton da ESA e Chandra da NASA entre 2000 e 2005. E observaram novamente com o XMM-Newton em 2016.
"Nós esperávamos que HD 5980 diminuísse gentilmente de brilho ao longo dos anos, à medida que a estrela em erupção voltava ao normal - mas, para nossa surpresa, fez exatamente o contrário," comenta Yaël. Descobriram que o par era duas vezes e meia mais brilhante do que uma década antes e que a sua emissão de raios-X era ainda mais energética. "Nós nunca tínhamos visto nada assim numa colisão entre ventos."
Com menos material expelido, mas mais luz emitida, foi difícil explicar o que estava a acontecer. Finalmente, encontraram um estudo teórico que fornece um cenário apropriado.
"Quando os ventos estelares chocam, o material liberta grandes quantidades de raios-X. No entanto, caso a matéria quente irradie muita luz, esta arrefece rapidamente, o choque torna-se instável e a emissão de raios-X diminui. "Este processo um pouco contraintuitivo é o que pensamos ter acontecido no momento das nossas primeiras observações, há mais de 10 anos atrás. Mas, até 2016, o choque tinha relaxado e as instabilidades tinham diminuído, permitindo que a emissão de raios-X eventualmente subisse."
Estas são as primeiras observações que fundamentam este cenário anteriormente hipotético. Os colegas de Yaël estão agora a testar o novo resultado em maior detalhe através de simulações de computador. "Descobertas únicas como esta demonstram como o XMM-Newton continua a fornecer aos astrônomos novos materiais para melhorar a nossa compreensão dos processos mais energéticos do Universo," comenta Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.
Imagem do Telescópio Espacial Hubble do enxame NGC 346 - a seta indica a posição de HD 5980.
Crédito: NASA, ESA e A. Nota (STScI/ESA)
FONTE: ASTRONOMIA ONLINE
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