Os cientistas encontraram estrelas “nuas” – o elo perdido na evolução antes da explosão da kilonova

Uma equipe internacional de cientistas anunciou a descoberta de uma nova classe de estrelas que representam o elo perdido na evolução de sistemas binários que terminam em colisões de estrelas de nêutrons no final de suas vidas.

Fonte da imagem: uni-heidelberg.de

Acredita-se que durante a explosão que acompanha tal colisão – a quilonova – surgem condições para a formação de elementos mais pesados ​​​​que o ferro: prata, ouro e platina, que não podem ocorrer em núcleos estelares. Portanto, as fusões de estrelas de nêutrons são vitais para a distribuição de elementos pesados ​​no universo. O elo perdido na evolução das quilonovas são as estrelas incluídas em sistemas binários, cujas camadas externas de hidrogênio são absorvidas pela estrela companheira. A estrela “ferida” neste processo permanece com densas camadas quentes e nuas de hélio formadas como resultado da fusão do hidrogênio.

Os astrônomos já sabem da existência de estrelas nuas pequenas e, ao contrário, massivas (estrelas Wolf-Rayet), mas são muito pequenas ou muito grandes para estarem em sistemas que produzem quilonovas. Anteriormente, não era possível detectar estrelas de hélio com massas de duas a oito massas solares. Por causa disso, a hipótese de uma “lacuna nas massas de estrelas de hélio” foi apresentada e surgiram dúvidas sobre se os modelos do ciclo de vida de estrelas massivas poderiam ser errôneos. Agora, uma equipe internacional de cientistas liderada pela professora associada da Universidade de Toronto, Maria Drout, descobriu 25 possíveis exemplos de objetos que representam esse elo perdido na evolução.

Estrelas nuas de hélio de massa intermediária começam seu ciclo de vida como gigantes com massas entre 8 e 25 massas solares. Eles estão em sistemas binários com companheiros que gradualmente assumem suas camadas externas. Quando essa estrela fica sem combustível para a fusão nuclear, ela produz uma explosão – uma supernova, na qual uma quantidade relativamente pequena de matéria é ejetada, mas o núcleo permanece na forma de uma estrela de nêutrons. Nesse momento, eles trocam de lugar em par, e já uma nova estrela de nêutrons começa a absorver sua companheira, que também produz uma supernova em algum momento.

Evolução de sistemas binários com estrelas nuas

Um sistema binário de estrelas de nêutrons é formado, consistindo em um par de ondas gravitacionais radiantes “mortas” intimamente relacionadas à medida que giram uma em torno da outra. Essas ondas gravitacionais carregam o momento angular do sistema binário, as estrelas de nêutrons girando cada vez mais rápido até colidirem e produzirem uma kilonova. Mas para objetos descobertos por cientistas, esse cenário ainda está em um futuro distante.

Os astrônomos especulam que há uma razão pela qual estrelas nuas de massa intermediária são tão difíceis de detectar. A luz emitida por eles na faixa visível é interrompida pela luz de seus companheiros queimadores de hidrogênio. Para contornar essa limitação, os pesquisadores começaram a procurá-los na faixa ultravioleta, e a busca começou com galáxias anãs localizadas próximas à Via Láctea – as Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães. Como resultado, foi possível detectar 25 objetos que produzirão supernovas e pares de estrelas de nêutrons com posterior fusão.

Uma dessas estrelas é muito diferente do que os cientistas esperavam ver: ela ainda não perdeu completamente sua camada externa de hidrogênio e, se um mecanismo semelhante for característico de outros objetos de massa intermediária, eles podem parecer muito maiores e mais frios do que realmente são. Isso significa que as estrelas da nova classe podem estar escondidas à vista de todos o tempo todo.