Gigantes azuis assustadores podem revelar os segredos da evolução estelar

Tradução de um artigo de Paul Sutter publicado no Universe Today



Imagine uma estrela milhões de vezes mais brilhante que o sol, que em poucas décadas emite um flash poderoso, comparável em brilho a uma explosão de supernova. E apesar de toda a enormidade de tais explosões, elas não destroem nossa estrela problemática. A estrela continua a viver sua própria vida, sua superfície bate em convulsões violentas, cuja fonte são as camadas internas. Em breve, uma enorme explosão acabará com o sofrimento da estrela, mas até lá, por mais mil anos, ela terá que suportar tal existência.

Estamos falando de raras estrelas variáveis ​​azuis brilhantes, que podem conter pistas para entender a conexão entre a vida das estrelas e sua morte.

Período azul

Estrelas de variável azul brilhante (LBV) são objetos incrivelmente raros. No momento, os astrônomos estão cientes da existência de apenas cerca de 20 (isso não é preciso) desses objetos, e acredita-se que em nossa galáxia possa haver no máximo várias centenas. Devido ao fato de serem tão raros, não os entendemos bem. Devido ao fato de não os entendermos bem, é difícil descrevê-los.


A Nebulosa do Homúnculo se formou após a grandiosa explosão do LBV Eta Carinae. Jon Morse (Universidade do Colorado) e Telescópio Espacial Hubble da NASA

Aqui está o que sabemos:

• Essas são grandes estrelas. Muito grande O menor deles pode ser comparado em massa com dez de nossos sóis e o maior - com centenas. Mas mesmo os menores deles em sua juventude eram muito, muito maiores e diminuíram para os tamanhos que estamos vendo agora, após uma série de explosões monstruosas que lançaram sua própria atmosfera no espaço sideral.
• Estas são estrelas brilhantes. Sua luminosidade excede a solar em 250.000 vezes e pode atingir valores que excedem a luminosidade do sol em 3 milhões de vezes. Portanto, a temperatura da superfície deve ser de 10.000 a 25.000, o que é várias vezes mais quente que o sol.
• A raridade de tais estrelas deve-se provavelmente à sua fragilidade. Muitas das estrelas comuns mais massivas e, possivelmente, todas as grandes estrelas passam pela fase LBV. É no final de suas vidas, logo antes de se transformarem em supernova, em menos de cem mil anos eles passam pelo estágio LBV. Esse tempo é tão curto que, em uma galáxia média, apenas centenas de objetos podem existir por vez.
• Eles são espontâneos, violentos e instáveis. Uma das primeiras estrelas LBV descobertas, Eta Carinae, foi o segundo objeto mais brilhante do céu ... por apenas três dias em março de 1843. Ela não é mais visível a olho nu.

E aqui está o que não sabemos sobre eles:

Tudo o resto.

Aquecimento antes das finais

Provavelmente o mistério mais importante das estrelas LBV reside na sua instabilidade diabólica. O que exatamente causa flashes pouco frequentes, mas fantásticos em escala? Embora seja difícil responder imediatamente a essa pergunta (é preciso pensar, porque essas estrelas são sistemas físicos incrivelmente complexos), os cientistas acreditam que a solução está na complexa relação entre as camadas externa e interna dessas estrelas.

As estrelas LBV sofrem a forma mais grave de síndrome do intestino irritável que se possa imaginar. Suas entranhas são constantemente produzidas por fluxos de convecção colossais, que transferem matéria quente do núcleo para a superfície e são resfriados - da superfície para o núcleo. Este é um processo completamente normal para estrelas comuns, mas aqui as estrelas LBV simplesmente quebram a barra - os fluxos de convecção empurram ativamente para fora aglomerados de camadas externas muito mais alto e além do normal.

Depois de se separarem um pouco devido à convecção do corpo de uma estrela quente, as camadas externas podem finalmente esfriar um pouco. Isso aumenta sua densidade, que por sua vez bloqueia a luz das estrelas vinda de baixo. A radiação empurra (como uma vela solar, apenas várias vezes mais séria) essa camada externa condensada, separando-a completamente da estrela e acompanhando tudo isso com um poderoso flash de luz e a emissão de matéria.

Ainda há muito a esclarecer e responder a uma pergunta importante: o estágio LBV de estrelas massivas, acompanhado por apreensões violentas, não é um prenúncio de um estágio ainda mais louco da evolução estelar conhecido como fase Wolf-Rayet, ou imediatamente após o LBV supernova ocorre?

Parentes dos gigantes

Se tivéssemos à disposição centenas de milhares de anos para observar a vida e a morte de tais estrelas, essa pergunta poderia ser facilmente respondida. Mas como não temos tempo, encontrar uma resposta será difícil.

Uma das chaves para a pista está no parentesco entre as estrelas gigantes. Se o curso da vida das estrelas mais massivas do Universo se parece com isso - “variável azul gigante / brilhante / Wolf-Raye / broads”, além de cada um dos estágios ser relativamente fugaz, devemos observar todos esses estágios em nosso ambiente estelar. Grandes estrelas nascem juntas, envelhecem juntas e morrem juntas.

Mas se as próprias estrelas LBV vão para o último "babah" como um caminho separado, devem ser diferentes de seus parentes - as estrelas de Wolf-Rayet. Figurativamente falando, eles vão se estabelecer em um lar de idosos separado do outro lado da cidade.

O melhor lugar para procurar tais laços familiares é a Grande Nuvem de Magalhães, pois é um objeto relativamente isolado no céu noturno.

Estudos sobre a massa das estrelas LBV foram realizados com sucesso variável nos últimos anos, enquanto os cientistas tentam chegar a uma definição unificada dos conceitos de "massa" e "LBV".

Um estudo recente recentemente aceito para publicação no Astrophysical Journal esclarece a descrição “padrão” (tanto quanto possível nesses casos) da LBV: esse é um dos muitos estágios monstruosos da vida de estrelas massivas antes que elas morram. Isso significa que, se entendermos como as estrelas LBV são organizadas, descobriremos como as estrelas gigantes morrem.