Nota de Imprensa

O halo resplandecente de uma estrela zombie

O VLT mapeia os restos da refeição de uma anã branca

11 de Novembro de 2015

Os restos de uma interação fatal entre uma estrela morta e um asteróide foram estudados pela primeira vez com todo o pormenor por uma equipa internacional de astrónomos que utilizou o Very Large Telescope situado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Este estudo ajuda-nos a prever como será o futuro distante do Sistema Solar.

Uma equipa de investigadores liderada por Christopher Manser, um estudante de doutoramento da Universidade de Warwick no Reino Unido, utilizou dados do Very Large Telescope do ESO (VLT) e doutros observatórios para estudar os restos destruídos de um asteróide em torno de uma estrela morta — uma anã branca chamada SDSS J1228+1040 [1].

Usando vários instrumentos, incluindo o Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) e o X-shooter, ambos montados no VLT, a equipa  obteve observações detalhadas da radiação emitida pela anã branca e pelo material que a rodeia durante um período de 12 anos — entre 2003 e 2015. Foram necessárias observações de longa duração para estudar o sistema sob vários aspectos [2].

“A imagem que criámos a partir dos dados processados mostra-nos que estes sistemas são claramente do tipo de discos e revela muitas estruturas que não poderiam ter sido detectadas com uma única observação,” explica o autor principal do trabalho Christopher Manser.

A equipa utilizou uma técnica chamada tomografia Doppler —  semelhante à tomografia médica que é utilizada para observar o corpo humano — a qual permitiu mapear em detalhe, e pela primeira vez, a estrutura gasosa resplandescente que resta da "refeição" da anã branca e que a orbita.

Enquanto as estrelas grandes — mais massivas do que dez vezes a massa do Sol — sofrem no final das suas vidas um clímax espectacularmente violento sob a forma de explosão de supernova, as estrelas mais pequenas não têm um fim tão dramático. Quando as estrelas como o Sol chegam ao final das suas vidas, consomem todo o seu combustível, expandem-se nas chamadas gigantes vermelhas e mais tarde expelem as suas camadas exteriores para o espaço. Os seus núcleos quentes e muito densos — uma anã branca— é tudo o que resta do objeto.

Mas poderão os planetas, asteróides e outros corpos do sistema sobreviver a tal provação? O que restará? As novas observações ajudam a responder a estas questões.

É raro as anãs brancas terem em órbita discos de material gasoso — apenas foram encontradas até à data sete nestas condições. A equipa concluiu que um asteróide se aproximou perigosamente da estrela morta, tendo ficado desfeito pelas enormes forças de maré a que foi sujeito, formando por isso o disco de matéria que vemos agora.

O disco que orbita a estrela formou-se de maneira semelhante aos fotogénicos anéis que vemos em torno de planetas próximo de nós, como Saturno. No entanto, apesar da J1228+1040 ter um diâmetro sete vezes menor que o de Saturno, tem uma massa 2500 vezes superior. A equipa descobriu que a distância entre a anã branca e o seu disco é também muito diferente — Saturno e os seus anéis caberiam confortavelmente no espaço entre eles [3].

O novo estudo a longo termo efectuado com o VLT permitiu à equipa observar a precessão do disco sob a influência do forte campo gravitacional da anã branca. A equipa descobriu ainda que o disco está ligeiramente torto e não se tornou ainda circular.

“Quando descobrimos este disco de restos em órbita da anã branca em 2006, não podíamos imaginar os detalhes extraordinários que vemos agora nesta imagem, criada a partir de 12 anos de dados — valeu definitivamente a pena esperar,” acrescentou Boris Gänsicke, co-autor do estudo.

Restos como a J1228+1040 dão-nos pistas importantes para compreender o meio que se forma quando as estrelas chegam ao fim das suas vidas. Este facto ajuda os astrónomos a perceber melhor os processos que ocorrem em sistemas exoplanetários e até a prever o destino do Sistema Solar quando o Sol chegar ao fim dos seus dias daqui a cerca de sete mil milhões de anos.

Notas

[1] A designação completa da anã branca é SDSS J122859.93+104032.9.

[2] A equipa identificou a assinatura espectral inconfundível em forma de tridente do cálcio ionizado, o chamado tripleto de cálcio (Ca II). A diferença entre os comprimentos de onda observados e os conhecidos destas três riscas permite determinar a velocidade do gás com elevada precisão.

[3] Embora o disco em torno desta anã branca seja muito maior que o sistema de anéis de Saturno, é ainda assim minúsculo quando comparado com os discos de restos situados em torno de estrelas jovens onde se formam planetas.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9”, de C. Manser et al., que será publicado na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A equipa é composta por Christopher Manser (University of Warwick, RU), Boris Gaensicke (University of Warwick), Tom Marsh (University of Warwick), Dimitri Veras (University of Warwick, RU), Detlev Koester (University of Kiel, Alemanha), Elmé Breedt (University of Warwick), Anna Pala (University of Warwick), Steven Parsons (Universidad de Valparaiso, Chile) e John Southworth (Keele University).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Artigo científico
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1544, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.