Imagem mais nítida de sempre da maior estrela do universo

Com o telescópio Gemini South de 8,1 metros no Chile, que faz segmento do Observatório Internacional Gemini operado pelo NOIRLab da NSF (National Science Foundation), os astrónomos obtiveram a imagem mais nítida de sempre da estrela R136a1, a estrela mais massiva conhecida no Universo.

A sua investigação, liderada pelo astrónomo Venu M. Kalari do NOIRLab, desafia a nossa compreensão das estrelas mais massivas e sugere que elas podem não ser tão massivas porquê se pensava anteriormente.

Os astrónomos ainda não compreendem totalmente porquê as estrelas mais massivas são formadas — aquelas com mais de 100 vezes a tamanho do Sol. Uma peça particularmente desafiante deste puzzle é a obtenção de observações destas gigantes, que tipicamente habitam nos corações densamente povoados de enxames envoltos em poeira.

As estrelas gigantes também “vivem e morrem depressa”, queimando as suas reservas de combustível em somente alguns milhões de anos. Em verificação, o nosso Sol está quase a meio da sua vida de 10 milénio milhões de anos.

A combinação de estrelas densamente agrupadas, vidas relativamente curtas e grandes distâncias astronómicas, torna a saliência individual de estrelas gigantes em enxames um repto técnico tremendo.

Ao repuxar as capacidades do instrumento Zorro no telescópio Gemini South, os astrónomos obtiveram a imagem mais nítida de sempre de R136a1 — a estrela mais massiva conhecida. Esta estrela colossal faz segmento do enxame estelar R136, situado sobre 160.000 anos-luz da Terreno, no meio da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã companheira da Via Láctea.

Observações anteriores sugeriram que R136a1 tinha uma tamanho em qualquer lugar entre 250 a 320 vezes a tamanho do Sol. As novas observações Zorro, mas, indicam que esta estrela gigante pode ter somente 170 a 230 vezes a tamanho do Sol. Mesmo porquê esta estimativa mais baixa, R136a1 ainda se qualifica porquê a estrela mais massiva conhecida.

Os astrónomos são capazes de prezar a tamanho de uma estrela comparando o seu clarão e temperatura observados com as previsões teóricas. A imagem mais nítida do instrumento Zorro permitiu ao astrónomo Venu M. Kalari e colegas separarem mais precisamente o clarão de R136a1 das suas companheiras estelares próximas, o que levou a uma estimativa mais baixa do seu clarão e, portanto, da sua tamanho.

“Os nossos resultados mostram-nos que a estrela mais massiva que conhecemos atualmente não é tão massiva porquê tínhamos pensado anteriormente”, explicou Kalari, responsável principal do item científico que anuncia levante resultado. “Isto sugere que o limite superior das massas estelares pode ser menor do que se pensava anteriormente”.

Levante resultado também tem implicações para a origem dos elementos mais pesados do que o hélio no Universo. Estes elementos são criados durante a morte cataclísmica e explosiva de estrelas com mais de 150 vezes a tamanho do Sol, em eventos a que os astrónomos referem porquê supernovas de instabilidade de par.

Se R136a1 for menos massiva do que se pensava anteriormente, o mesmo pode ser verdade para outras estrelas massivas e, consequentemente, as supernovas de instabilidade de par podem ser mais raras do que se esperava.

O enxame de estrelas que hospeda R136a1 foi anteriormente observado por astrónomos que utilizavam o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e uma variedade de telescópios terrestres, mas nenhum destes telescópios conseguia obter imagens suficientemente detalhadas para discernir todos os membros estelares individuais do enxame próximo.

O instrumento Zorro do Gemini South conseguiu ultrapassar a solução de observações anteriores utilizando uma técnica conhecida porquê “speckle imaging”, que permite aos astrónomos ultrapassar grande segmento do efeito de desfoque da atmosfera da Terreno. Ao tirar muitas milhares de imagens de curta exposição de um objeto simples e ao processar cuidadosamente os dados, é provável cancelar quase toda a desfocagem atmosférica.

Esta abordagem, muito porquê a utilização de ótica adaptativa, pode aumentar drasticamente a solução dos telescópios terrestres, tal porquê demonstrado pelas novas e nítidas observações de R136a1 pela equipa do instrumento Zorro.

“Levante resultado mostra que, dadas as condições certas, um telescópio de 8,1 metros empurrado para os seus limites pode rivalizar não só com o Telescópio Espacial Hubble quando se trata de solução angular, mas também com o Telescópio Espacial James Webb”, comentou Ricardo Salinas, coautor do item científico e pesquisador do instrumento Zorro. “Esta reparo empurra o limite do que é considerado provável utilizando a técnica de ‘imaging speckle’”.

“Começámos levante trabalho porquê uma reparo exploratória para ver quão muito o Zorro podia observar levante tipo de objetos”, concluiu Kalari. “Embora exijamos cautela na versão dos nossos resultados, as nossas observações indicam que as estrelas mais massivas podem não ser tão massivas porquê outrora se pensava”.

O Zorro e o seu gémeo idêntico ‘Alopeke são instrumentos de imagem montados nos telescópios Gemini South e North, respetivamente.

Os seus nomes são as palavras havaianas e espanholas para “raposa” e representam as localizações respetivas dos telescópios em Maunakea, Hawaii, e em Cerro Pachón no Chile. Estes instrumentos fazem segmento do Programa de Instrumentos Visitantes do Observatório Gemini, que permite novidade ciência ao acomodar instrumentos inovadores e ao permitir uma investigação excitante.

“O Gemini South continua a melhorar a nossa compreensão do Universo, transformando a astronomia tal porquê a conhecemos.

Esta invenção é mais um exemplo dos feitos científicos que podemos realizar quando combinamos colaboração internacional, infraestruturas de classe mundial e uma óptimo equipa”, disse Martin Still, solene do programa Gemini da NSF.