Estrelas em colisão explicam explosão enigmática do século XVII

Imagem: ESO/T. Kamiński.

Observações recentes obtidas com o APEX e outros telescópios revelaram que a estrela que os astrónomos europeus viram aparecer no céu em 1670 não era uma nova (estrela acabada de nascer), mas sim um tipo muito mais raro e violento de colisão estelar.

A explosão foi suficientemente espectacular para ser observada a olho nu durante a primeira fase, mas os traços que deixou eram tão fracos que foi necessário fazer análises muito detalhadas com telescópios submilimétricos, mais de 340 anos depois, para se conseguir desvendar o mistério. Os resultados foram publicados online na revista Nature, a 23 de Março de 2015.

Alguns dos maiores astrónomos do século XVII, incluindo Hevelius - o pai da cartografia lunar - e Cassini, documentaram detalhadamente o aparecimento de uma nova estrela no céu em 1670. Hevelius descreveu-a como nova sub capite Cygni - uma estrela nova por baixo da cabeça do cisne - mas os astrónomos conhecem-na actualmente pelo nome de Nova Vulpeculae 1670. Registos históricos de novas são raros, mas são também de grande interesse para os astrónomos modernos. A Nova Vul 1670 é a nova da qual temos o registo mais antigo e é, ao mesmo tempo, a mais ténue em observações posteriores.

O autor principal do novo estudo, Tomasz Kamiński (ESO e Instituto Max Planck de Rádio Astronomia, Bona, Alemanha) explica: “Durante muitos anos pensou-se que este objecto era uma nova, mas quanto mais o estudávamos menos ele se parecia com uma nova normal - ou até com qualquer tipo de estrela em explosão.”

Quando apareceu pela primeira vez no céu, a Nova Vul 1670 era facilmente visível a olho nu e foi variando de brilho durante dois anos. Seguidamente desapareceu e tornou a aparecer por duas vezes antes de finalmente deixar de ser vista de todo.

Embora bem documentada para a sua época, os intrépidos astrónomos da altura não tinham o equipamento necessário para resolver o mistério da atuação peculiar desta nova aparente.

Durante o século XX os astrónomos compreenderam que a maioria das novas podiam ser explicadas por um comportamento explosivo de estrelas binárias muito próximas uma da outra. No entanto, a Nova Vul 1670 não encaixava nada bem neste modelo e permaneceu um mistério.

Apesar do poder de telescópio cada vez melhor, pensou-se durante muito tempo que o evento não teria deixado rasto e foi apenas nos anos 1980 que uma equipa de astrónomos detectou uma nebulosa ténue a rodear o local onde se suponha que a estrela tinha estado. Apesar destas observações terem fornecido uma ligação óbvia com a estrela de 1670, não conseguiram, no entanto, desvendar a verdadeira natureza do evento observado nos céus da Europa cerca de 300 anos antes.

Tomasz Kamiński continua a contar: “Observámos agora esta região nos comprimentos de onda do milímetro e do submilímetro e descobrimos que o meio que circunda os restos da estrela está imerso num gás frio rico em moléculas, apresentando uma composição química muito invulgar.”

Para além do APEX, a equipa utilizou também o Submillimeter Array (SMA) e o rádio telescópio Effelsberg para determinar a composição química e medir as razões dos diferentes isótopos do gás. Com todos estes dados obteve-se um panorama muito detalhado da área, o que permitiu saber de onde é que este material poderia ter vindo.

O que a equipa descobriu foi que a massa do material frio era demasiado elevada para ser o produto de uma explosão de nova e, adicionalmente, as razões de isótopos que a equipa mediu em torno da Nova Vul 1670 eram diferentes dos esperados para uma nova. Mas, se não era uma nova, o que era então?

A resposta é uma espectacular colisão entre duas estrelas, mais brilhante que uma nova, mas menos que uma supernova, que produzem algo chamado transiente vermelha. Trata-se de um fenómeno muito raro no qual as estrelas explodem devido a uma fusão entre si, ejectando material do interior estelar para o espaço e deixando eventualmente para trás apenas um resto fraco envolto num ambiente frio, rico em moléculas e poeira. Esta nova classe reconhecida de estrelas eruptivas corresponde ao perfil da Nova Vul 1670 quase na perfeição.

O co-autor do trabalho Karl Menten (Instituto Max Planck de Rádio Astronomia, Bona, Alemanha) conclui: “Este tipo de descoberta é o mais divertido, pois trata-se de algo completamente inesperado!”

Fonte: ESO

Telescópio APEX investiga formação de enxame de galáxias,

Impressão artística de um protoenxame a formar-se no Universo primordial Fonte: ESA

Os astrónomos utilizaram o telescópio APEX para investigar um enorme enxame de galáxias, que se está a formar no Universo primordial, e revelaram que muita da formação estelar que está a ocorrer não apenas se encontra escondida pela poeira, mas também acontece em locais inesperados.

Esta é a primeira vez que se consegue realizar um censo completo da formação estelar em tais objectos. Os enxames de galáxias são os maiores objectos do Universo unidos pela força da gravidade, no entanto a sua formação ainda não é completamente compreendida. A Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262), e seus arredores, é estudada há vinte anos, tanto com telescópios do ESO como com outros telescópios.

Pensa-se que este objecto é um dos melhores exemplos de um protoenxame no processo de se juntar, há mais de dez mil milhões de anos atrás.

No entanto, Helmut Dannerbauer (Universidade de Viena, Áustria) e a sua equipa suspeitavam que esta explicação estaria muito aquém da realidade. A equipa pretendia investigar o lado escuro da formação estelar e descobrir quanta formação estelar escondida por trás de poeira estava a ocorrer no enxame da Galáxia da Teia de Aranha.

A equipa utilizou a câmara LABOCA montada no telescópio APEX no Chile, para observar durante 40 horas este enxame nos comprimentos de onda do milímetro - comprimentos de onda que são suficientemente longos para permitir espreitar através da maioria das espessas nuvens de poeira. A LABOCA tem um campo largo, tornando-se no instrumento perfeito para este tipo de rastreio. Carlos De Breuck (Cientista de Projeto do APEX no ESO e co-autor do novo estudo) enfatiza: “Esta é uma das observações mais profundas executadas pelo APEX e que levou este telescópio aos seus limites tecnológicos, tendo levado igualmente aos limites a resistência do pessoal que trabalha no local do APEX a elevada altitude, 5050 metros acima do nível do mar.”

As observações APEX revelaram que existiam cerca de quatro vezes mais fontes na região da Teia de Aranha do que no meio circundante. Depois de comparar detalhadamente os novos dados com observações complementares obtidas a comprimentos de onda diferentes, a equipa pôde confirmar que muitas destas fontes se encontravam à mesma distância que o enxame de galáxias e por isso deviam fazer parte do enxame em formação. Helmut Dannerbauer explica: “As novas observações APEX acrescentaram a peça final que precisávamos para realizar um censo completo de todos os habitantes desta megacidade estelar. Estas galáxias estão no processo de formação e por isso, tal como um estaleiro na Terra, encontram-se muito poeirentas.”

Mas uma surpresa esperava a equipa quando foi investigado onde é que a nova formação estelar detectada estava a ocorrer. Os astrónomos esperavam encontrar estas regiões de formação estelar nos grandes filamentos que ligam as galáxias mas, em vez disso, encontraram-nas concentradas principalmente numa única região, sendo que esta região nem sequer se encontra centrada na Galáxia da Teia de Aranha, central no protoenxame.

Helmut Dannerbauer conclui:” Esperávamos encontrar formação estelar escondida no enxame da Teia de Aranha - e conseguimos - no entanto, desenterrámos ao mesmo tempo um novo mistério no processo; esta formação estelar não está a ocorrer onde esperávamos! A megacidade está a desenvolver-se de modo assimétrico.” Para que esta história se desenvolva novas observações são necessárias - e o ALMA será o instrumento perfeito para dar os próximos passos no estudo destas regiões poeirentas com muito mais pormenor.