06/02/2018

Comportamento de colisão de gases é diferente do imaginado

Ventos estelares se comportam inesperadamente

O XMM-Newton da ESA detectou mudanças surpreendentes nos potentes fluxos de gás de duas estrelas maciças, sugerindo que colisões de ventos estelares não se comportam como esperado.

As estrelas maciças - várias vezes maiores do que o nosso Sol - conduzem vidas turbulentas, queimando seu combustível nuclear rapidamente e derramando grandes quantidades de material em seus arredores ao longo de suas vidas curtas, mas cintilantes.

Esses ventos estelares ferozes podem levar o equivalente à massa da Terra em um mês e viajar a milhões de quilômetros por hora, então, quando dois desses ventos colidem, liberam enormes quantidades de energia.

O choque cósmico aquece o gás a milhões de graus, tornando-o brilhante em raios-X.

Normalmente, os ventos colidindo mudam um pouco porque nem as estrelas nem suas órbitas o fazem. No entanto, algumas estrelas maciças se comportam dramaticamente.

Este é o caso da HD 5980, um emparelhamento de duas grandes estrelas cada uma 60 vezes a massa do nosso Sol e apenas a cerca de 100 milhões de quilômetros de distância - mais perto do que a nossa estrela.
Um deles teve uma grande explosão em 1994, que lembra a erupção que transformou a Eta Carinae na segunda estrela mais brilhante do céu por cerca de 18 anos no século XIX.

Embora já seja tarde demais para estudar a erupção histórica de Eta Carinae, os astrônomos observaram HD 5980 com telescópios de raios-X para estudar o gás quente.

Em 2007, Yaël Nazé, da Universidade de Liège, na Bélgica, e seus colegas descobriram a colisão dos ventos dessas estrelas usando as observações feitas pelos telescópios de raios-X Chandra XMM-Newton da ESA e da NASA entre 2000 e 2005.

Então, eles olharam novamente com XMM-Newton em 2016.

"Nós esperávamos HD 5980 desaparecer suavemente ao longo dos anos como a estrela em erupção voltou ao normal - mas para nossa surpresa, fez exatamente o contrário", diz Yaël.

Eles descobriram que o par era duas vezes e meia mais brilhante do que uma década antes, e sua emissão de raios-X era ainda mais enérgica.

"Nós nunca tínhamos visto nada assim em uma colisão de vento com vento".

Com menos material ejetado, mas mais luz emitida, foi difícil explicar o que estava acontecendo.

Finalmente, eles encontraram um estudo teórico que oferece um cenário apropriado.

"Quando os ventos estelares chocam, o material chocado lança bastante raio X. No entanto, se a matéria quente irradia muita luz, ela esfria rapidamente, o choque torna-se instável e a emissão de raios-X diminui.

"Este processo um pouco contra-intuitivo é o que pensamos aconteceu no momento de nossas primeiras observações, há mais de 10 anos. Mas, até 2016, o choque relaxou e as instabilidades diminuíram, permitindo que a emissão de raios-X subisse eventualmente ".

Estas são as primeiras observações que fundamentam esse cenário anteriormente hipotético. Os colegas de Yaël estão testando o novo resultado em maior detalhe através de simulações computacionais.

"Descobertas únicas como esta demonstram como a XMM-Newton continua fornecendo aos astrônomos materiais novos para melhorar a nossa compreensão dos processos mais enérgicos do Universo", diz Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.

(Texto traduzido e adaptado)
FONTE: ESA

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