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Pesquisadores revelam origem da estrela mais veloz

A mais rápida estrela da Via Láctea provavelmente foi acelerada por uma supernova

Ben Bromley, University of Utah
Até agora, a estrela de hipervelocidade mais rápida registrada viajava a 3,2 milhões de quilômetros por hora.
Por Calla Cofield e Space.com

A estrela mais rápida conhecida na Via Láctea está saindo da galáxia, e uma nova pesquisa sugere que ela foi acelerada por uma supernova.

Essa estrela fugitiva, chamada de US 708, está viajando a 12.000 km/s – ou 43 milhões de quilômetros por hora – o que, de acordo com uma nova pesquisa, faz com que ela seja a estrela mais rápida da Via Láctea já registrada por astrônomos. Sua velocidade permitirá que ela escape do arrasto gravitacional exercido pela galáxia e acabe saindo para o espaço intergaláctico. Uma animação da Nasa mostra a ejeção da estrela de hipervelocidade após uma explosão estelar, iniciando seu voo descontrolado.

De acordo com os pesquisadores, acredita-se que a maioria das outras estrelas que se movem com velocidade suficiente para sair da galáxia sejam ejetadas pelo buraco negro monstruoso no centro galáctico. A US 708 é a primeira estrela com uma origem diferente, e essa nova pesquisa sugere que sua vida foi estranha e caótica.

Fora daqui!

Nosso sol e a maioria das milhões de estrelas da Via Láctea orbitam coletivamente o centro da galáxia em um ritmo tranquilo: nosso sol viaja a cerca de 200 m/s ou 720.000 km/h.

Mas existe uma classe das chamadas “estrelas de hipervelocidade”, ou HVSs em inglês, que se movem com velocidades altas o bastante para escapar do arrasto gravitacional da galáxia.

Até agora, a mais rápida dessas estrelas de hipervelocidade havia sido registrada a cerca de 3,2 milhões quilômetros por hora. Mas a US 708 está se movendo a mais de 41,8 milhões quilômetros por hora.

“Ela é significativamente mais rápida [que a estrela anterior]”, declara Stephan Geier, pesquisador de pós-doutorado do Observatório Europeu do Sul e coautor da nova pesquisa.

Geier e alguns colegas identificaram a US 708 em 2005. No novo trabalho, a equipe conseguiu medir a velocidade da estrela usando tanto dados atuais quanto de arquivo, e observando seu movimento mudar em um período total de aproximadamente 70 anos.

O monstruoso buraco negro no centro da Via Láctea tem força gravitacional suficiente para lançar uma estrela em uma viagem só de ida para fora da galáxia, e acredita-se que muitas outras estrelas de hipervelocidade se originem dali. Mas a nova pesquisa mostra que a US 708 não iniciou sua jornada perto do centro galáctico.

Com base em indícios adicionais, os cientistas declaram que ela provavelmente estava orbitando outra estrela quando sua rota mudou. A US 708 e sua companheira estelar provavelmente orbitavam uma à outra muito rapidamente, com uma distância muito pequena entre elas. A estrela vizinha explodiu em uma supernova e foi completamente destruída. A US 708 ficou repentinamente sem um arrasto gravitacional que a mantivesse no lugar, e toda essa velocidade rotacional e energia começaram abruptamente a se mover em linha reta.

“É como se você estivesse andando em um carrossel de balanços, onde você fica preso por uma corrente, e a corrente fosse cortada – então você sai voando do carrossel”, explica Geier. “Nesse caso, o carrossel explode”.

Uma vida incomum para uma estrela

Os pesquisadores não podem observar o passado para ver o que aconteceu à US 708 antes que ela fosse colocada em sua rota atual. Mas os indícios de que precisam ficam nas características físicas e no comportamento atual da estrela.

A velocidade não é a única coisa que separa a US 708 de outras estrelas de hipervelocidade. Antes de 2014, todas as HVSs detectadas eram estrelas da sequência principal, semelhantes ao nosso sol. No começo daquele ano, um grupo de estrelas de hipervelocidade muito maiores foi descoberto (essas estrelas também pareciam ter se originado longe do centro galáctico). Mas a US 708 não é da sequência principal, e não é grande; ela é o que chamamos de sub-anã quente.

Como seu nome indica, sub-anãs quentes são pequenas mas têm temperaturas muito altas, sugerindo que já foram muito mais massivas no passado. Atualmente, a US 708 tem cerca de metade da massa de nosso sol, mas os pesquisadores declaram que ela provavelmente foi uma gigante vermelha no início de sua vida, com uma massa de duas a três vezes maior que a de nosso sol. As camadas externas de hidrogênio da gigante vermelha provavelmente foram removidas por outra estrela próxima, deixando para trás uma sub-anã menor, composta principalmente de hélio.

É provável que essa estrela vizinha canibal tenha sido uma anã branca: uma estrela colapsada que não queima mais combustível. Após devorar as camadas externas de hidrogênio da US 708, ela passou a absorver seu hélio, e isso acabou levando a seu fim.

O hélio é um gás altamente combustível. Conforme a anã branca atraía esse material, criando uma camada quente e espessa em sua superfície, o hélio entrou em ignição. Teorias sugerem que esse acúmulo e ignição de hélio tenham iniciado a queima de carbono dentro da estrela, o que por sua vez poderia disparar a destruição da estrela inteira, como em uma explosão de supernova Tipo 1a. “A anã branca foi completamente destruída”, observa Geier.

Novamente, a remoção da anã branca colocou a US 708 em uma rota para fora da galáxia. É muito provável que a própria explosão tenha contribuído com muito pouca energia enquanto a estrela deixava o sistema, aponta o pesquisador.

“Essa provavelmente é uma das histórias de vida mais dramáticas de uma estrela”, comenta Geier. “Essa estrela passou por muita coisa”.

Os pesquisadores não conseguem dizer com certeza se a US 708 saiu de uma região onde uma supernova do Tipo 1a explodiu. Os restos de um evento assim teriam desaparecido há muito tempo, explica Geier. Mas as características físicas da estrela conduziram os pesquisadores à essas conclusões: primeiro, a US 708 é uma sub-anã quente composta principalmente de hélio; segundo, ela está girando com muita velocidade (isso seria um produto de sua órbita próxima à anã branca).

Geier e seus colegas declaram que estudar mais estrelas como a US 708 poderia fornecer informações sobre como supernovas do Tipo 1a se formam. Cientistas usam esses brilhantes pontos de luz para medir grandes distâncias no Universo, então compreendê-los melhor pode influenciar muitas áreas da astronomia.

Publicado por Scientific American em 5 de março de 2015.