Hubble traça a migração de anãs brancas no enxame 47 Tucanae

Esta imagem obtida pelo Hubble mostra o enxame globular conhecido como NGC 104 - ou, mais popularmente, 47 Tucanae (pois faz parte da constelação de Tucano no hemisfério sul). Depois de Omega Centauri, é o enxame globular mais brilhante do céu noturno, contendo dezenas de milhares de estrelas. Cientistas usaram o Hubble para observar anãs brancas no enxame. Estas estrelas moribundas migram do centro lotado para a periferia mais despovoada. Embora os astrónomos já conhecessem este processo, nunca o tinha visto em ação, até ao estudo detalhado de 47 Tucanae.
Crédito: NASA, ESA e Equipa de Arquivo do Hubble (STScI/AURA) - ESA/Colaboração Hubble; Reconhecimento: J. Mack (STScI) e G. Piotto (Universidade de Pádua, Itália)

Astrónomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA recolheram, pela primeira vez, um censo de jovens anãs brancas que começam a sua migração a partir do centro lotado de um antigo enxame estelar para a periferia mais despovoada. Os novos resultados desafiam as nossas ideias sobre como e quando uma estrela perde massa perto do fim da sua vida.

As anãs brancas são as relíquias queimadas de estrelas antigas que rapidamente desligaram os seus fornos nucleares, arrefecendo e perdendo massa no final das suas vidas ativas. À medida que estes cadáveres estelares perdem massa, são expulsos do centro denso do enxame globular e migram para órbitas mais largas. Embora os astrónomos conheçam este processo, nunca o tinham visto em ação, até agora.

Esta imagem do Hubble mostra a região central do enxame globular NGC 104 (também conhecido como 47 Tucanae).
Crédito: NASA, ESA e Equipa de Arquivo do Hubble (STScI/AURA) - ESA/Colaboração Hubble; Reconhecimento: J. Mack (STScI) e G. Piotto (Universidade de Pádua, Itália)

Os astrónomos usaram o Hubble para traçar esta jornada estelar estudando 3000 anãs brancas no enxame globular 47 Tucanae (NGC 104), um enxame denso com centenas de milhares de estrelas pertencente à Via Láctea.

"Nós já tínhamos visto este quadro final: anãs brancas que migraram e estabeleceram-se em órbitas mais distantes, fora do núcleo, determinadas pela sua massa," explicou Jeremy Heyl da Universidade de Columbia Britânica, no Canadá, autor principal do artigo científico. "Mas neste estudo, que compreende cerca de um-quarto de todas as anãs brancas jovens no enxame, estamos na verdade a apanhar estrelas no processo de migração e distribuição tendo em conta a sua massa."

Usando as capacidades ultravioletas da câmara WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble, os astrónomos rastrearam populações de anãs brancas de várias idades. Usando as cores das estrelas, os astrónomos podem também estimar a idade de cada estrela. Um grupo de estrelas com seis milhões de anos acaba de começar a sua viagem do centro do enxame. Outra população tem mais ou menos 100 milhões de anos e já chegou à sua nova posição, a cerca de 1,5 anos-luz do ponto de partida, longe do centro do enxame. 

Esta imagem do Hubble mostra a região central do enxame globular NGC 104 (também conhecido como 47 Tucanae). Usando as capacidades ultravioletas da câmara WFC3 do Hubble, os astrónomos rastrearam populações de anãs brancas com várias idades e posições. Isto tornou possível, pela primeira vez, recolher um censo de anãs brancas jovens que começam a sua migração do centro lotado para a periferia mais despovoada de um antigo enxame estelar.
Crédito: NASA, ESA e H. Richer e J. Heyl (Universidade de Columbia Britânica, Vancouver

"Antes de se tornarem anãs brancas, as estrelas em migração estavam entre as mais maciças do enxame, com mais ou menos a massa do Sol," explica a coautora Elisa Antolini da Università degli Studi di Perugia, Itália. "Nós sabíamos que à medida que perdem massa veríamos uma migração para a periferia; isto não foi uma surpresa. Mas, o que nos surpreendeu foi que as anãs brancas mais jovens estavam apenas a começar a sua viagem. Isto pode ser evidência de que as estrelas perdem grande parte da sua massa mais tarde do que pensávamos, o que é um achado emocionante."

Cerca de 100 milhões de anos antes das estrelas evoluírem para anãs brancas, incham e tornam-se estrelas gigantes vermelhas. Muitos astrónomos pensavam que estas estrelas perdiam a maioria da sua massa durante esta fase. No entanto, se fosse este o caso, as estrelas já teriam sido expulsas do centro do aglomerado durante a fase de gigante vermelha.

"As nossas observações com o Hubble descobriram anãs brancas que estão apenas no início da sua migração para órbitas mais largas," explica o membro da equipa, Harvey Richer, também da Universidade da Columbia Britânica, Canadá. "Isto revela que a migração das estrelas desde o centro - despoletada pela perda de massa - começa mais tarde na vida da estrela do que se pensava. Estas anãs brancas estão perdendo uma grande quantidade de massa mesmo antes de se tornarem anãs brancas e não durante a fase de gigante vermelha."

Os novos resultados sugerem que as estrelas na realidade perdem 40 a 50 por cento da sua massa apenas 10 milhões de anos antes de se tornarem totalmente anãs brancas.

Os estudos sobre a segregação de massa nas anãs brancas vão continuar, e o enxame 47 Tucanae é um local ideal para os realizar devido à proximidade com o Sol e ao número significativo de estrelas no núcleo do enxame que podem resolvidas com a visão nítida do Hubble.

Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2015/05/19_anas_brancas_47_tucanae.htm