KEPLER DA NASA TESTEMUNHA SISTEMA DE ESTRELAS VAMPIRAS EM SUPER-EXPLOSÃO

Os astrônomos que pesquisavam dados de arquivo da missão de caça ao exoplaneta Kepler da NASA identificaram uma nova anã desconhecida que passou por uma super explosão, iluminando-se por um fator de 1.600 vezes em menos de um dia. Embora a explosão em si tenha uma explicação teórica, o lento aumento do brilho que a precedeu permanece um mistério. A rápida cadência de observações de Kepler foi crucial para registrar todo o evento em detalhes.

O sistema nova anã consiste em uma estrela anã branca com uma companheira anã marrom. A anã branca está tirando material da anã marrom, sugando sua essência como um vampiro. O material decapado forma um disco de acreção ao redor da anã branca, que é a fonte da super explosão. Tais sistemas são raros e podem durar anos ou décadas entre explosões, tornando um desafio pegar um em flagrante.

ESTRELAS VAMPIRAS

Sonda Kepler da NASA foi projetada para encontrar exoplanetas, procurando estrelas que escurecem quando um planeta atravessa a face da estrela. Felizmente, o mesmo design o torna ideal para detectar outros transientes astronômicos – objetos que brilham ou escurecem com o tempo. Uma nova pesquisa de dados de arquivo do Kepler descobriu uma super explosão incomum de uma nova anã anteriormente desconhecida . O sistema foi iluminado por um fator de 1.600 ao longo de menos de um dia antes de desaparecer lentamente.

O sistema estelar em questão consiste em uma estrela anã branca com uma companheira anã marrom com cerca de um décimo da massa da anã branca. Uma anã branca é o núcleo restante de uma estrela envelhecida semelhante ao Sol e contém aproximadamente o valor de um Sol em um globo do tamanho da Terra. Uma anã marrom é um objeto com uma massa entre 10 e 80 Júpiteres que é muito pequena para sofrer fusão nuclear.

A anã marrom circunda a estrela anã branca a cada 83 minutos a uma distância de apenas 250.000 milhas (400.000 km) – sobre a distância da Terra à Lua. Eles estão tão próximos que a forte gravidade da anã branca retira o material da anã marrom, sugando sua essência como um vampiro. O material decapado forma um disco em espiral em direção à anã branca (conhecida como disco de acreção).

Era uma grande chance que Kepler estivesse olhando na direção certa quando este sistema sofreu uma super explosão, brilhando mais de 1.000 vezes. De fato, Kepler era o único instrumento que poderia testemunhá-lo, já que o sistema estava muito perto do Sol do ponto de vista da Terra na época. A rápida cadência de observações de Kepler, levando dados a cada 30 minutos, foi crucial para capturar todos os detalhes da explosão.

O evento permaneceu oculto no arquivo de Kepler até ser identificado por uma equipe liderada por Ryan Ridden-Harper, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), Baltimore, Maryland, e pela Universidade Nacional da Austrália, Canberra, Austrália. “Em certo sentido, descobrimos esse sistema acidentalmente. Não estávamos procurando uma super explosão. Procurávamos qualquer tipo de transitório”, disse Ridden-Harper.

Kepler capturou todo o evento, observando um lento aumento no brilho seguido por uma rápida intensificação. Enquanto o brilho repentino é previsto por teorias, a causa do início lento permanece um mistério. As teorias padrão da física do disco de acreção não prevêem esse fenômeno, que foi observado posteriormente em outras duas super explosões de novas anãs.

“Esses sistemas de nova anã são estudados há décadas, então detectar algo novo é bastante complicado”, disse Ridden-Harper. “Vemos discos de acréscimo por todo o lado – de estrelas recém-formadas a buracos negros supermassivos -, por isso é importante entendê-los.”

As teorias sugerem que uma super explosão é acionada quando o disco de acúmulo atinge um ponto de inflexão. À medida que acumula material, cresce em tamanho até que a borda externa experimente ressonância gravitacional com a anã marrom em órbita. Isso pode desencadear uma instabilidade térmica, fazendo com que o disco fique superaquecido. De fato, as observações mostram que a temperatura do disco sobe de cerca de 5.000–5.000 ° F (2.700–5.300 ° C) em seu estado normal para uma alta de 9.700–11.700 ° C (17.000–21.000 ° F) no pico da super- explosão.

Este tipo de sistema anão nova é relativamente raro, com apenas cerca de 100 conhecidos. Um sistema individual pode durar anos ou décadas entre explosões, tornando-se um desafio capturar um em flagrante.

“A detecção desse objeto gera esperanças de detectar eventos ainda mais raros, ocultos nos dados do Kepler”, disse o co-autor Armin Rest, do STScI.

A equipe planeja continuar a mineração de dados do Kepler, bem como de outro caçador de exoplanetas, a missão Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), em busca de outros transientes.

“As observações contínuas por Kepler / K2, e agora TESS, desses sistemas estelares dinâmicos nos permitem estudar as primeiras horas da explosão, um domínio de tempo que é quase impossível de alcançar a partir de observatórios terrestres”, disse Peter Garnavich, do Universidade de Notre Dame em Indiana.

Este trabalho foi publicado na edição de 21 de outubro de 2019 das Notícias mensais da Royal Astronomical Society .

O Instituto de Ciências do Telescópio Espacial está expandindo as fronteiras da astronomia espacial, hospedando o centro de operações científicas do Telescópio Espacial Hubble, o centro de ciências e operações do Telescópio Espacial James Webb e o centro de operações científicas do futuro Telescópio de Pesquisa por Infravermelho de Campo Largo ( WFIRST). O STScI também abriga o Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST), um projeto financiado pela NASA para apoiar e fornecer à comunidade astronômica uma variedade de arquivos de dados astronômicos, e é o repositório de dados do Hubble, Webb, Kepler, K2, TESS missões e muito mais.

CRÉDITOS:Ilustração do artista: NASA e L. Hustak ( STScI )

Ciência: NASA e R. Ridden-Harper ( STScI e ANU)

FONTE:

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-07.html

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