Nota de Imprensa

As Estrelas Tornaram-se Maiores

Descoberta Estrela com 300 Massas Solares

21 de Julho de 2010

Combinando instrumentos do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos descobriram as estrelas de maior massa conhecidas até agora, uma delas com mais de 300 vezes a massa do Sol na altura do seu nascimento, ou seja, com duas vezes mais massa que o actual limite superior aceite de 150 massas solares. A existência destes monstros - milhões de vezes mais luminosos que o Sol, e que perdem massa através de poderosos ventos estelares - poderá bem responder à pergunta “Qual é a maior massa que podem ter as estrelas?”

Uma equipa de astrónomos liderada por Paul Crowther, Professor de Astrofísica na Universidade de Sheffield, utilizou o Very Large Telescope do ESO (VLT), assim como dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, para estudar detalhadamente dois enxames estelares jovens, NGC 3603 e RMC 136a. NGC 3603 é uma fábrica cósmica, onde estrelas se formam freneticamente a partir das extensas nuvens de gás e poeira da nebulosa, situada a cerca de 22 000 anos-luz de distância (eso1005).  RMC 136a (mais conhecido por R136) é outro enxame estelar composto por estrelas jovens, quentes e de grande massa, que se situa no interior da Nebulosa da Tarântula, numa das nossas galáxias vizinhas, a Grande Nuvem de Magalhães, a cerca de 165 000 anos-luz de distância (eso0613).

A equipa encontrou várias estrelas com temperaturas à superfície de mais de 40 000 graus, ou seja, mais de sete vezes mais quentes que o nosso Sol, algumas dezenas de vezes maiores e vários milhões de vezes mais brilhantes. Comparações com modelos estelares levam à conclusão de que várias destas estrelas nasceram com massas superiores a 150 massas solares. A estrela R136a1, encontrada no enxame R136, é a estrela de maior massa conhecida até agora, com uma massa actual de cerca de 265 massas solares e com uma massa de 320 vezes a massa do Sol na altura do seu nascimento.

Para o NGC 3603, os astrónomos puderam igualmente medir directamente a massa de duas estrelas que pertencem a um sistema de estrela dupla [1], de modo a validar os modelos utilizados. As estrelas A1, B e C neste enxame têm massas estimadas, no momento do seu nascimento, acima ou próximas de 150 massas solares.

Estrelas de grande massa produzem ventos muito poderosos. “Contrariamente aos humanos, estas estrelas nascem muito pesadas e vão perdendo peso à medida que envelhecem,” diz Paul Crowther. “Com um pouco mais de um milhão de anos, a estrela mais extrema, R136a1, encontra-se já na “meia-idade” e submeteu-se a um intenso programa de perda de peso, tendo já perdido um quinto da sua massa inicial durante este tempo, o que corresponde a mais de cinquenta massas solares.”

Se a R136a1 substituísse o Sol no nosso Sistema Solar, seria muito mais brilhante que este, na mesma proporção que o Sol é mais brilhante que a Lua Cheia. “A sua elevada massa reduziria o tamanho do ano na Terra de cerca de três semanas, e a Terra seria banhada por radiação ultravioleta incrivelmente intensa, o que tornaria impossível a existência de vida no nosso planeta,” diz Raphael Hirschi da Universidade de Keele, também pertencente à equipa.

Estas estrelas super-pesadas são extremamente raras, formando-se apenas no interior dos enxames estelares mais densos. Distinguir estrelas individuais - o que foi agora conseguido pela primeira vez - requer um poder resolvente extraordinário por parte dos instrumentos infravermelhos do VLT [2].

A equipa também estimou  a massa máxima possível das estrelas pertencentes a estes enxames e o número relativo de estrelas de maior massa. “ As estrelas mais pequenas têm um limite inferior para a massa de aproximadamente oitenta vezes a massa de Júpiter, limite abaixo do qual se tornam “estrelas falhadas” ou anãs castanhas,” diz o membro da equipa Olivier Schnurr do Astrophysikalisches Institut Potsdam. “Os nossos novos resultados apoiam a ideia anterior de que também existe um limite superior para a massa das estrelas, embora os resultados subam este limite de um factor dois, para cerca de 300 massas solares.”

No interior de R136, apenas quatro estrelas pesavam mais do que 150 massas solares no momento do seu nascimento, no entanto são estas que são responsáveis por praticamente metade do vento estelar e da radiação libertada por todo o enxame. A R136a1 liberta energia para o meio envolvente de mais de um factor cinquenta quando comparada com o enxame da Nebulosa de Orion, a região de formação de estrelas de grande massa mais próxima da Terra.

Compreender a formação de estrelas de grande massa é, já de si, bastante complexo, devido à suas vidas muito curtas e ventos poderosos, no entanto a identificação de casos tão extremos como a R136a1 complica ainda mais o já elevado desafio posto às teorias. “Ou estas estrelas se formaram já muito grandes ou então estrelas mais pequenas fundiram-se entre si para as produzirem,” explica Crowther.

Estrelas com massas compreendidas entre 8 e 150 massas solares explodem no final das suas curtas vidas sob a forma de supernovas, das quais restam objectos exóticos, tais como estrelas de neutrões ou buracos negros. Tendo agora estabelecido a existência de estrelas com massas compreendidas entre 150 e 300 massas solares, os astrónomos levantam a hipótese da existência de objectos excepcionalmente brilhantes,  “supernovas instáveis”, que explodem completamente sem deixar restos de espécie alguma e que libertam até cerca de dez massas solares de ferro para o meio interestelar. Alguns candidatos a tais explosões foram já propostos há alguns anos atrás.

A R136a1 não é apenas a estrela de maior massa alguma vez encontrada, mas é também a que apresenta maior luminosidade, sendo cerca de 10 milhões de vezes mais brilhante que o Sol. “Devido à raridade de tais objectos, penso que será bastante improvável que este novo recorde seja batido nos tempos mais próximos,” conclui Crowther.

Notas

[1] A estrela A1 na NGC 3603 é uma estrela dupla, com um período orbital de 3.77 dias. As duas estrelas do sistema têm, respectivamente, 120 e 92 vezes a massa do Sol, o que significa que se formaram com as massas respectivas de 148 e 106 massas solares.
[2] A equipa utilizou os instrumentos SINFONI, ISAAC e MAD, todos montados no Very Large Telescope do ESO, no Paranal, Chile. 

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico publicado na revista da especialidade
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 Msun stellar mass limit”, por P. Crowther et al.).

A equipa é composta por Paul A. Crowther, Richard J. Parker e Simon P. Goodwin  (University of Sheffield, UK), Olivier Schnurr (University of Sheffield e Astrophysikalisches Institut Potsdam, Germany), Raphael Hirschi (Keele University, UK) e Norhasliza Yusof e Hasan Abu Kassim (University of Malaya, Malaysia).

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento 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, no visível, mais avançado do mundo e o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1030, 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.