Como tudo no universo, as estrelas envelhecem. Durante esse período tardio de suas vidas estelares, cerca de 30% dos gigantes vermelhos de baixa massa exibem uma variabilidade curiosa em seu brilho que permanece inexplicável até hoje. Uma nova pesquisa sobre esses tipos de gigantes vermelhos descarta a maioria das explicações atuais apresentadas, tornando necessário encontrar uma nova teoria para seu comportamento.
Gigantes vermelhos são um estágio na parte posterior da vida de uma estrela parecida com o Sol, quando a maior parte do combustível que alimenta a fusão nuclear no núcleo da estrela está esgotada. A falta de pressão da luz resultante contra a força da gravidade faz com que a estrela entre em colapso. Quando esse colapso ocorre, porém, ele aquece uma concha de hidrogênio ao redor do núcleo o suficiente para reacender a fusão, resultando em uma aumentar na fusão nuclear que faz com que a estrela fique maior devido ao aumento da pressão da luz. Isso pode resultar na estrela se tornando 1.000 a 10.000 vezes mais luminosa.
A variabilidade na emissão de luz dos gigantes vermelhos é natural - eles aumentam e diminuem em um padrão consistente, resultando em saídas de luz mais brilhantes e mais escuras. Há, no entanto, uma diferença no brilho de cerca de um terço à metade dessas estrelas que ocorre por períodos mais longos, na faixa de até cinco anos.
Chamado de Período Secundário Longo (LSP), o brilho variável da estrela ocorre em escalas de tempo mais longas que a pulsação de período mais curto. É essa variação de brilho a longo prazo que permanece inexplicável.
Um novo estudo detalhado de 58 gigantes vermelhos variáveis na grande nuvem de Magalhães, de Peter Wood e Christine Nicholls, da Escola de Pesquisa de Astronomia e Astrofísica da Universidade Nacional da Austrália, mostra que as explicações propostas para essa misteriosa variabilidade ficam aquém do medido. propriedades das estrelas. Nicholls e Wood usaram o espectrógrafo FLAMES / GIRAFFE no Very Large Telescope do ESO e combinaram as informações com dados de outros telescópios, como o Spitzer Space Telescope.
Existem duas explicações principais do fenômeno: a presença de um objeto companheiro para os gigantes vermelhos que orbitam de maneira a alterar seu brilho, ou a presença de uma nuvem de poeira circunstancial que de alguma forma bloqueia a luz que vem da estrela em nossa direção. em escala periódica.
Um companheiro binário para as estrelas mudaria sua órbita de forma que se aproximasse e recuasse do ponto de vista da Terra, e se o companheiro passasse na frente da estrela, também diminuiria a luz que fluía do gigante vermelho. No caso de um companheiro binário, os espectros da mudança de brilho entre todas essas estrelas são relativamente semelhantes, o que significa que, para que essa explicação funcione, todos os gigantes vermelhos que exibem a variação do LSP precisariam ter um companheiro de tamanho semelhante. , aproximadamente 0,09 vezes a massa do sol. Esse cenário seria extremamente improvável, dado o grande número de estrelas que mostram essa variação de brilho.
O efeito de uma nuvem de poeira circunstancial pode ser uma possível explicação. Uma nuvem de poeira circunstancial que obscurece a luz da estrela uma vez por órbita diminuiria sua luz o suficiente para explicar o fenômeno. A presença dessa nuvem de poeira seria revelada por um excesso de luz proveniente da estrela no espectro infravermelho médio. A poeira absorve a luz da estrela e a reemite sob a forma de luz na região do infravermelho médio do espectro.
Observações de estrelas LSP mostram a assinatura no infravermelho médio, que é um sinal revelador de poeira, mas a correlação entre as duas não significa que a poeira esteja causando a variação de brilho. Pode ser que o pó seja um subproduto da massa ejetada da própria estrela, cuja causa subjacente possa estar associada à mudança no brilho.
Qualquer que seja a causa da oscilação do brilho nesses gigantes vermelhos, ela os faz ejetar massa em grandes aglomerados ou na forma de um disco em expansão. Obviamente, mais observações serão necessárias para rastrear a razão desse fenômeno.
Os resultados das observações feitas por Nicholls e Wood foram publicados em The Astrophysical Journal. Dois artigos que descrevem suas descobertas estão disponíveis no Arxiv, aqui e aqui.
Fonte: ESO, Arxiv papers
