A imagem acima mostra Hubble grande erupção de Eta Carinae na década de 1840, criando o esvoaçante nebulosa do homúnculo .Agora sobre um ano-luz de comprimento, a nuvem em expansão contém material suficiente para fazer pelo menos 10 cópias do nosso sol. O sistema estelar mais luminosa e maciça dentro 10.000 anos-luz da Terra, entrou em erupção duas vezes no século 19, por razões cientistas ainda não entendem.
Um estudo de longo prazo liderada por astrônomos da NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, usado satélites da NASA, telescópios terrestres e modelagem teórica para produzir o retrato mais abrangente de Eta Carinae a data. Novas descobertas incluem imagens do Telescópio Espacial Hubble que mostram conchas década de idade, das corridas de gás ionizado de distância da maior estrela em um milhão de milhas por hora, e novos modelos 3-D que revelam características nunca antes visto de interações das estrelas.
Localizado a cerca de 7.500 anos-luz de distância, na constelação austral de Carina, Eta Carinae compreende duas estrelas massivas cujas órbitas excêntricas trazê-los invulgarmente estreita a cada 5,5 anos. Ambos produzem saídas gasosos poderosos chamados ventos estelares, que encobre as estrelas e os esforços stymy para medir directamente as suas propriedades. Os astrônomos têm estabelecido que o mais brilhante, mais frio estrela primária tem cerca de 90 vezes a massa do sol e supera-lo por 5 milhões de vezes. Enquanto as propriedades de seu companheiro menor, mais quentes são mais disputado, Gull e seus colegas acreditam que a estrela tem cerca de 30 massas solares e emite um milhão de vezes a luz do sol.
"Estamos começando a entender o ambiente atual estado e complexa deste objeto notável, mas ainda temos um longo caminho a percorrer para explicar erupções passadas de Eta Carinae ou para prever seu comportamento futuro", disse Goddard astrofísico Ted Gull, que coordena um grupo de pesquisa que acompanhou a estrela por mais de uma década.
Falando em uma conferência de imprensa na reunião da American Astronomical Society, em Seattle na quarta-feira, os pesquisadores Goddard discutido observações recentes de Eta Carinae e como eles se encaixam com o entendimento atual do sistema do grupo.
Na abordagem mais próximo, ou periastron, as estrelas são 140 milhões milhas (225 milhões de quilômetros) de distância, ou com a distância média entre Marte e do sol. Astrônomos observam mudanças dramáticas no sistema durante os meses antes e depois periastron. Estes incluem erupções de raios-X, seguido por um declínio súbito e eventual recuperação de emissão de raios-X; o desaparecimento e reaparecimento de estruturas perto as estrelas detectadas em comprimentos de onda específicos da luz visível; e até mesmo um jogo de luz e sombra como as menores oscilações de estrelas em todo o primário.
Durante os últimos 11 anos, ao longo de três passagens periastron, o grupo Goddard desenvolveu um modelo baseado em observações de rotina das estrelas usando telescópios terrestres e vários satélites da NASA. "Nós usamos observações passadas para construir uma simulação de computador, o que nos ajudou a prever o que queremos ver durante o próximo ciclo, e então nós alimentar novas observações de volta para o modelo, para refinar mais isso", disse Thomas Madura, um Fellow do Programa de Pós-Doutorado na NASA Goddard e um teórico da equipe de Eta Carinae.
De acordo com este modelo, a interacção dos dois ventos estelares responsável por muitas das alterações periódicas observadas no sistema. Os ventos de cada estrela tem marcadamente diferentes propriedades: grossas e lentas para o primário, magras e rápidas para o companheiro mais quente. Vento sopra do primário em cerca de um milhão mph e é especialmente densa, levando embora a massa equivalente do nosso Sol a cada mil anos. Em contrapartida, o vento do companheiro carrega fora cerca de 100 vezes menos material do que as primárias do, mas corridas fora até seis vezes mais rápido.
Simulações de Madura, que foram realizadas no supercomputador Pleiades no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia, revelam a complexidade da interação do vento. Quando a estrela companheira oscila rapidamente em todo o primário, o vento mais rápido esculpe uma cavidade espiral na saída denso da estrela maior. Para visualizar melhor essa interação, Madura converteu as simulações de computador para modelos 3-D digital e fez versões sólidas, utilizando uma impressora consumidor da classe 3-D. Este processo revelou-saliências da coluna como longas no escoamento de gás ao longo das bordas da cavidade, características que não tivesse sido notado antes.
"Nós pensamos que estas estruturas são reais e que eles formam como resultado de instabilidades no fluxo nos meses em torno da maior aproximação", disse Madura. "Eu queria fazer cópias 3-D das simulações para melhor visualizá-los, o que acabou por ser muito mais sucesso do que eu imaginava." Um artigo detalhando esta pesquisa foi submetido a Monthly Notices Journal of the Royal Astronomical Society.
A equipe detalhou algumas observações importantes que expõem alguns dos funcionamentos internos do sistema. Durante os últimos três passagens periastron, telescópios terrestres no Brasil, Chile, Austrália e Nova Zelândia têm monitorado um único comprimento de onda da luz azul emitida por átomos de hélio que perderam um único elétron. De acordo com o modelo, as condições de emissão faixas hélio em vento da estrela primária. O Space Telescope imagem Spectrograph (STIS) a bordo de Hubble captura um comprimento de onda diferente da luz azul emitida por átomos de ferro que perderam dois elétrons, o que revela com exclusividade, onde o gás da estrela primária é definida incandescente pela luz ultravioleta intensa do seu companheiro. Por último, raios-X do sistema de transportar informações diretamente da zona de colisão vento, onde os ventos contrários criar ondas de choque que aquecem o gás para centenas de milhões de graus.
"Mudanças nos raios-X são uma sonda direto da zona de colisão e refletir mudanças na forma como estas estrelas perdem massa", disse Michael Corcoran, um astrofísico com a Associação de Universidades de Pesquisa Espacial sediada em Columbia, Maryland. Ele e seus colegas compararam periastron emissão medido ao longo dos últimos 20 anos por raio-X Rossi Timing Explorer, da NASA, que cessou a operação em 2012, e do telescópio de raios-X a bordo de satélite Swift da NASA. Em julho de 2014, como as estrelas correram em direção ao outro, Swift observou uma série de explosões que culminaram na mais brilhante emissão de raios-X ainda visto de Eta Carinae. Isso implica uma mudança na perda de massa por uma das estrelas, mas os raios X por si só não pode determinar qual deles.
Do Goddard Mairan Teodoro liderou a campanha terrestre de rastreamento a emissão de hélio. "A emissão de 2014 é quase idêntico ao que vimos no periastron anterior, em 2009, o que sugere o vento principal tem sido constante e que o vento do companheiro é responsável pelas explosões de raios-X", ele explicou.
Depois de astronautas da NASA reparado instrumento STIS Telescópio Espacial Hubble em 2009, Gull e seus colaboradores convidados a usá-lo para observar Eta Carinae. Ao separar a luz das estrelas em um espectro de arco-íris, STIS revela a composição química de seu ambiente. Mas o espectro também mostrou estruturas delgadas perto das estrelas, que sugeriram o instrumento poderia ser utilizado para mapear uma região perto do sistema binário em detalhes nunca antes visto.
STIS vê seus objectivos através de uma única fenda estreita para limitar a contaminação de outras fontes. Desde dezembro de 2010, a equipe de Gull tem regularmente mapeado uma região centrada no binário através da captura de espectros em 41 locais diferentes, um esforço semelhante para a construção de uma imagem panorâmica a partir de uma série de instantâneos. A visão se estende por cerca de 430.000 milhões milhas (670.000.000 mil km), ou cerca de 4.600 vezes a distância média Terra-Sol.
As imagens resultantes, revelado pela primeira vez na quarta-feira, mostram que a emissão de ferro duplamente ionizado vem de uma estrutura complexa gasoso quase um décimo de um ano-luz de diâmetro, que Gull compara a Maryland caranguejo azul.Percorrendo as imagens DSTs, vastos reservatórios de gás, que representa "garras" do caranguejo pode ser visto correndo longe das estrelas com velocidades medidas de cerca de 1 milhão mph (1,6 milhões kmh). Com cada abordagem perto, forma-se uma cavidade espiral de vento a maior estrela e depois se expande para fora junto com ele, criando as conchas móveis.
"Essas bombas de gás persistir ao longo de milhares de vezes a distância entre a Terra eo sol", explicou Gull. "Retrocesso eles, encontramos as conchas começou a se mover para longe da estrela primária cerca de 11 anos ou três passagens periastron atrás, proporcionando-nos uma forma adicional de vislumbrar o que ocorreu no passado recente".
Quando as estrelas se aproximam, o companheiro fica imersa na parte mais grossa do vento do primário, que absorve a luz UV e impede que a radiação atinja as bombas de gás distantes. Sem essa energia para excitar-lo, o ferro duplamente ionizado deixa de emitir luz ea estrutura caranguejo desaparece neste comprimento de onda. Uma vez que o companheiro oscila em torno do primário e limpa o vento mais densa, seus escapes de luz UV, re-energiza átomos de ferro nos escudos, e os retornos de caranguejo.
Ambas as estrelas maciças de Eta Carinae pode um dia acabar com suas vidas em explosões de supernovas. Para as estrelas, a massa é destino, e que vai determinar o seu destino final é a quantidade de matéria que pode perder - por meio de ventos estelares ou erupções, ainda sem inexplicáveis - antes de ficar sem combustível e colapso sob seu próprio peso.
Por agora, dizem os pesquisadores, não há nenhuma evidência para sugerir um fim iminente de qualquer estrela. Eles estão explorando o conjunto de dados rico da passagem 2014 periastron para fazer novas previsões, que serão testados quando as estrelas de novo correr juntos em fevereiro 2020.
Em 2012, a Universidade da Califórnia, Berkeley, astrônomo Nathan Smith sugeriu que Eta Carinae de fato explodir, mas conseguiu sobreviver. "Há uma classe de explosões estelares que apagam-se em outras galáxias do qual ainda não sabemos a causa, mas Eta Carinae é o protótipo", disse Smith, um pós-doutorado UC Berkeley, que acredita que a explosão foi menos enérgico do que uma supernova real, mas uma explosão, no entanto.
A estrela de grande massa com uma massa estimada de entre 100 e 150 maior que a do nosso Sol, e quatro milhões de vezes mais brilhante, bem como, Eta Carinae é uma das mais densamente estudada estrelas, perdendo apenas para o nosso próprio. A Eta Carinae nebulosa do homúnculo circundante se acredita ser os detritos resultantes de gás e poeira da explosão. Há também restos de uma outra explosão também visíveis, que datam de cerca de mil anos atrás.
Usando observações do telescópio Gemini Sul de 8 metros internacional e do telescópio Blanco de 4 metros no Observatório de Cerro Tololo Inter-American no Chile, Smith encontrou filamentos extremamente rápidas de gás em movimento cinco vezes mais rápido do que detritos na nebulosa do homúnculo foram movidos longe de Eta Carinae no mesmo evento. O conteúdo da nebulosa do homúnculo já estava se movendo a um ritmo tal forma a apresentar um problema para a teoria científica; que estas novas descobertas estão viajando mais rápido apresenta problemas reais sob as teorias atuais.
"Estas observações nos obrigam a modificar a nossa interpretação do que aconteceu na erupção de 1843," disse ele. "Ao invés de um vento constante soprando as camadas externas, que parece ter sido uma explosão que começou lá no fundo da estrela e decolou suas camadas exteriores. É preciso um novo mecanismo para causar explosões como esta."
Com base em observações de Smith, alguns estão sugerindo que as estrelas supermassivos semelhante a Eta Carinae pode produzir estes mini-supernovas em um esforço para descartar grandes quantidades de massa em explosões periódicas. É teoricamente minimizar a solidez da Supernova final, resultando na morte da estrela.
"Isso pode ser uma pista importante para a compreensão das últimas fases violentas na vida das estrelas de grande massa", disse Smith.
O Galaxy diário via NASA / Goddard Space Flight Center
Nenhum comentário:
Postar um comentário