25 de out de 2016

Violenta colisão de ventos estelares na estrela binária Eta Carinae

Primeiras imagens da zona de colisão de ventos obtidas com o Interferômetro do VLT/ESO



(IAG/USP) Um time internacional liderado por Gerd Weigelt (Instituto Max Planck de Radioastronomia de Bonn), do qual participam brasileiros, estudou Eta Carinae pela primeira vez usando técnicas de interferometria, com nitidez 50 mil vezes maior que a do olho humano. O time obteve imagens inesperadas de estruturas na colisão de ventos e mediu suas velocidades com alta precisão. Estas descobertas melhoram nosso entendimento desse monstro estrelar ainda enigmático. As observações foram efetuadas pelo Interferômetro do Telescópio VLT do Observatório Europeu Austral (ESO).

Ambas as estrelas em Eta Carinae são tão luminosas que sua luz empurra os átomos de suas superfícies formando ventos estelares muito mais rápidos e densos que o do Sol. Esses ventos colidem violentamente no espaço entre as duas estrelas. O vento da estrela menor é menos denso, mas muito mais veloz que o da primária (3000 Km por segundo). Quando a energia de movimento do choque é transformada em calor, o gás atinge dezenas de milhões de graus, emitindo raios-X. Antes das observações atuais, não havia sido possível fotografar essa região de colisão, por ser muito pequena, mesmo para os maiores telescópios do planeta (Figura 1).

Somente através de técnicas avançadas de interferometria de longa base na faixa do infravermelho o time de Weigelt conseguiu dar este salto. Esta técnica combina em fase a luz de três ou mais telescópios para obter os chamados interferogramas. Combinando por computador um grande número de interferogramas, usando técnicas sofisticadas, se obtém imagens extremamente nítidas. A clareza de detalhes da imagem é proporcional à distância entre os telescópios, mas é muito difícil combinar sua luz quando eles estão separados por mais que alguns metros de distância.

As novas observações de Eta Carinae foram realizadas com a câmara AMBER montada no Interferômetro VLTI do ESO (Figura 2). Usando três telescópios móveis menores (espelhos de 1.8 metros de diâmetro), que se deslocavam a diferentes distâncias até 130 metros, os interferogramas foram registrados durante várias noites.

“Nossos sonhos se realizaram porque agora podemos obter imagens tão nítidas no infravermelho. O VLTI do ESO nos proporciona essa oportunidade única de melhorar o entendimento de Eta Carinae e muitos outros astros”, afirma Gerd Weigelt.

Esta técnica de alta resolução de imagem permitiu ao time obter, pela primeira vez, imagens diretas tanto do vento que circunda a estrela primária quanto da zona de colisão entre os ventos (quadro inserido no canto superior esquerdo da Figura 1). Dado que esta técnica permite alta resolução tanto especial quanto espectral, foi possível reconstruir imagens em 100 comprimentos de onda distribuídos através da linha espectral de emissão do Hidrogênio Brackett Gama. Usando o efeito Doppler, cada imagem é uma fatia dos ventos numa velocidade específica, permitindo também medir sua densidade. Essas medidas são então comparadas com a modelagem computacional da colisão.

Augusto Damineli (IAGUSP), um dos três co-autores brasileiros, afirma que “as atuais observações permitiram mapear a zona de colisão de ventos, demostrando que entendemos os parâmetros básicos do sistema binário. A sensibilidade maior da futura câmera GRAVITY, no futuro próximo, permitirá fotografar a estrela secundária, prevista há 20 anos, mas que até agora não pode ser vista de modo direto”.

Os cálculos numéricos da colisão de ventos foram efetuados pelo grupo de colaboradores de Tom Madura (Univ. San Jose, USA). Tom Madura explica que “as novas observações do VLTI vão ter um papel importante nos cálculos futuros, pois agora temos detalhes muito maiores do que antes para testar a modelagem teórica”. Vídeos baseados nos cáculos teóricos da colisão de ventos em eta Car pode ser visto no endereço: https://svs.gsfc.nasa.gov/11725

Karl-Heinz Hofmann enfatiza: “nosso método de reconstrução multi-comprimento de onda permitiu a descoberta de estruturas inesperadas numa ampla faixa de velocidades. Está claro que a interferometria irá revolucionar a Astronomia”.

Eta Carinae
Eta Carinae é um sistema de estrelas duplas de alta massa, imersas na nebulosa espetacular (o Homúnculo) ejetada durante a famosa erupção gigante de 1843. A mais massiva das duas componentes é uma das estrelas mais luminosas que se conhece. Ambas as estrelas expelem ventos muito mais poderosos que o vento solar, que colidem a uma velocidade de 10 milhões Km/h.

A estrela principal do sistema duplo Eta Carinae, chamada estrela primária, é 100 vezes mais massiva e 5 milhões de vezes mais luminosa que o Sol. Em fases avançadas de evolução, este tipo de estrela expele a maior parte de seu gás antes de explodir como supernova. Estudos do processo de perda de massa são importantes para o entendimento da evolução estelar.

Paper original: http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201628832

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Comente