Uma estrela massiva desapareceu misteriosamente, confundindo os astrônomos

Uma estrela gigantesca foge durante um intervalo de oito anos nas observações.

representação artística de estrelaFonte da imagem: ESO / L. Calçada
  • A estrela massiva da Galáxia Anã Kinsman parece ter desaparecido entre 2011 e 2019.
  • É provável que tenha entrado em erupção, mas poderia ter entrado em colapso em um buraco negro sem uma supernova?
  • Talvez ainda esteja aí, mas muito menos luminoso e / ou coberto de poeira.

Uma 'estrela muito massiva' na galáxia anã Kinman chamou a atenção dos astrônomos nos primeiros anos da década de 2000: parecia estar chegando a um capítulo tardio em sua história de vida e oferecia uma rara chance de observar a morte de um grande estrela em uma região de baixa metalicidade. No entanto, quando os cientistas tiveram a chance de transformar o Observatório Europeu do Sul (ESO) Very Large Telescope (VLT) em Paranal, Chile, de volta a ele em 2019 - não é um giro lento, apenas um dispositivo em demanda - foi totalmente eliminado sem deixar vestígios. Mas como?



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As duas principais teorias sobre o que aconteceu são que ou ele ainda está lá, ainda estourando seu caminho através de seus estertores de morte, com menos luminosidade e talvez obscurecido pela poeira, ou ele simplesmente subiu e desabou em um buraco negro sem passar por um estágio de supernova. 'Se for verdade, esta seria a primeira detecção direta de tal estrela monstro terminando sua vida desta maneira', disse Andrew Allan, do Trinity College Dublin, Irlanda, líder da equipe de observação cujo estudo foi publicado em Avisos mensais da Royal Astronomical Society .



Entre a última olhada dos astrônomos em 2011 e 2019 está um intervalo de tempo grande o suficiente para que algo aconteça. Não que 2001 (quando foi observado pela primeira vez) ou 2019 tenham muito significado, já que estamos sempre observando o passado lá fora e a Galáxia Anã Kinman está a 75 milhões de anos-luz de distância. Freqüentemente pensamos nos eventos cósmicos como fenômenos que se movem lentamente porque freqüentemente seus efeitos subsequentes são massivos e se revelam para nós ao longo do tempo. Mas as coisas acontecem tão rápido, grandes quanto pequenas. O número de coisas que aconteceram nos primeiros 10 milionésimos de um trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de um segundo depois do big bang , por exemplo, é insano.

Em qualquer caso, a Galáxia Anã Kinsman, ou PHL 293B, está longe, muito longe para os astrônomos observarem diretamente suas estrelas. Sua presença pode ser inferida a partir de assinaturas espectroscópicas - especificamente, PHL 293B entre 2001 e 2011 consistentemente apresentava fortes assinaturas de hidrogênio que indicavam a presença de uma estrela enorme 'variável azul luminosa' (LBV) cerca de 2,5 vezes mais brilhante do que o nosso Sol. Os astrônomos suspeitam que algumas estrelas muito grandes podem passar seus anos finais como LBVs.



Embora os LBVs sejam conhecidos por sofrerem mudanças radicais no espectro e no brilho, eles deixam rastros específicos que ajudam a confirmar sua presença contínua. Em 2019, as assinaturas de hidrogênio e outros vestígios desapareceram. Allan diz: 'Seria altamente incomum para uma estrela tão massiva desaparecer sem produzir uma explosão de supernova brilhante.'

A Galáxia Anã Kinsman, ou PHL 293B, é uma das galáxias mais pobres em metais conhecidas. Explosivo, maciço, Wolf-Rayet estrelas raramente são vistas em tais ambientes - NASA refere-se a estrelas como aquelas que 'vivem rápido, morrem muito'. Supergigantes vermelhas também são raras a baixas COM ambientes. A estrela agora ausente foi vista como uma rara oportunidade de observar os estágios finais de uma estrela massiva em tal ambiente.

Investigação celestial

Em agosto de 2019, a equipe apontou os quatro telescópios de oito metros do ESO EXPRESSADO array simultaneamente em direção ao local anterior do LBV: nada. Eles também deram os VLT's X-shooter instrumento um tiro alguns meses depois: também nada.



Ainda perseguindo a estrela desaparecida, os cientistas obtiveram acesso a dados mais antigos para comparação com o que eles já sentiam que sabiam. 'O ESO Science Archive Facility nos permitiu encontrar e usar dados do mesmo objeto obtidos em 2002 e 2009,' diz Andrea Mehner , um membro da equipe do ESO que trabalhou no estudo. 'A comparação dos espectros UVES de alta resolução de 2002 com nossas observações obtidas em 2019 com o mais novo espectrógrafo de alta resolução ESPRESSO do ESO foi especialmente reveladora, tanto do ponto de vista astronômico quanto de instrumentação.'

O exame desses dados sugeriu que o LBV pode, de fato, estar chegando à grande final em algum momento depois de 2011.

O membro da equipe Jose Groh, também do Trinity College, diz 'Podemos ter detectado uma das estrelas mais massivas do Universo local indo suavemente noite adentro. Nossa descoberta não teria sido feita sem o uso dos poderosos telescópios de 8 metros do ESO, sua instrumentação única e o acesso imediato a essas capacidades após o recente acordo da Irlanda para ingressar no ESO. '

Combinar os dados de 2019 com imagens contemporâneas do Telescópio Espacial Hubble (HST) deixa os autores dos relatórios com a sensação de que 'o LBV estava em estado eruptivo pelo menos entre 2001 e 2011, que então terminou, e pode ter sido seguido por um colapso em um BH massivo sem a produção de um SN. Este cenário é consistente com o HST disponível e a fotometria baseada no solo. '

Ou...

Uma estrela colapsando em um buraco negro sem uma supernova seria um evento raro, e isso vai contra a ideia. O artigo também observa que podemos simplesmente ter perdido a supernova da estrela durante o intervalo de observação de oito anos.

LBVs são conhecidos por serem altamente instáveis, então a estrela caindo para um estado de menos luminosidade ou produzindo uma capa de poeira estaria muito mais no reino do comportamento esperado.

Diz o jornal: 'Uma combinação de uma luminosidade ligeiramente reduzida e uma casca espessa empoeirada pode resultar no obscurecimento da estrela. Enquanto a falta de variabilidade entre o contínuo infravermelho próximo de 2009 e 2019 de nosso espectro X-shooter elimina a possibilidade de formação de poeira quente (⪆1500 K), observações de infravermelho médio são necessárias para descartar uma camada de poeira mais fria em expansão lenta. '

Todos nós viemos de Adam e Eva?

Os autores do relatório estão bastante confiantes de que a estrela experimentou uma erupção dramática após 2011. Além disso, no entanto:

'Com base em nossas observações e modelos, sugerimos que PHL 293B hospedou um LBV com uma erupção que terminou em algum momento após 2011. Isso poderia ter sido seguido por
(1) uma estrela sobrevivente ou
(2) um colapso do LBV para um BH [buraco negro] sem a produção de um SN brilhante, mas possivelmente com um transiente fraco. '

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