Imagem do ALMA de gigante vermelha dá vislumbre surpreendente do futuro do SOL

A imagem mais nítida, até agora, de uma estrela gigante vermelha: a 320 anos-luz da Terra, a estrela W Hydrae está alguns milhares de milhões de anos à frente do Sol, em termos de idade. Em comparação, o anel mostra o tamanho da órbita da Terra em torno do Sol.Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings

Uma equipe de astrónomos liderada por Wouter Vlemmings, da Universidade de Tecnologia de Chalmers, usou o ALMA (Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array) para obter as mais detalhadas observações, até agora, de uma estrela com a mesma massa inicial que o Sol. As novas imagens mostram pela primeira vez detalhes à superfície da gigante vermelha W Hydrae, a 320 anos-luz de distância na direção da constelação da Hidra.

W Hydrae é um exemplo de uma estrela AGB (asymptotic giant branch). Estas estrelas são frias, brilhantes, velhas e perdem massa através de ventos estelares. O nome deriva da sua posição no famoso diagrama Hertzsprung-Russell, que classifica as estrelas consoante o seu brilho e temperatura.

A imagem mais nítida, até agora, de uma estrela gigante vermelha: a 320 anos-luz da Terra, a estrela W Hydrae está alguns milhares de milhões de anos à frente do Sol, em termos de idade. Os anéis mostram o tamanho das órbitas da Terra (azul) e dos outros planetas do Sistema Solar.Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings

"Para nós, é importante estudar não apenas o aspeto das gigantes vermelhas, mas como mudam e como semeiam a Galáxia com os elementos que são os ingredientes da vida. Usando as antenas do ALMA na sua configuração de maior resolução, podem agora fazer as observações mais detalhadas dessas estrelas frias e excitantes," comenta Wouter Vlemmings. As estrelas como o Sol evoluem ao longo de escalas de tempo de milhares de milhões de anos. Quando atingem a velhice, incham e ficam maiores, mais frias e são mais propensas a perder massa sob a forma de ventos estelares. As estrelas fabricam elementos importantes como o carbono e azoto. Quando atingem a fase de gigante vermelha, estes elementos são lançados para o espaço, prontos a serem usados em gerações subsequentes de novas estrelas.

As imagens do ALMA fornecem a visão mais nítida, até agora, da superfície de uma gigante vermelha com uma massa parecida à do Sol. As imagens anteriores já tinham mostrado detalhes em estrelas supergigantes vermelhas muito mais massivas como Betelgeuse e Antares. As observações também surpreenderam os cientistas. A presença de uma mancha inesperadamente compacta e brilhante fornece evidências de que a estrela tem gás surpreendentemente quente numa camada acima da superfície estelar: uma cromosfera.

Captar imagens diretas, até das maiores e mais próximas estrelas, é um desafio para os astrónomos. Neste gráfico, a imagem ALMA de W Hydrae é comparada com as melhores imagens, até agora, de outras estrelas: a gigante vermelha R Doradus e as supergigantes vermelhas Antares e Betelgeuse. Foram usadas várias técnicas e vários comprimentos de onda para obter as imagens. As estrelas gigantes podem ter vários tamanhos vistos em diferentes comprimentos de onda. O tamanho angular das estrelas do sistema Alpha Centauri, o sistema estelar mais próximo, e do planeta anão Plutão (na sua maior aproximação à Terra), são aqui mostrados para efeitos de comparação.Crédito: ESO/K. Ohnaka (Antares); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O'Gorman/P. Kervella (Betelgeuse); ESO (R Doradus); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings (W Hydrae)

As medições da mancha brilhante sugerem a existência de poderosas ondas de choque na atmosfera da estrela que atingem temperaturas mais altas do que as previstas pelos modelos teóricos atuais para as estrelas AGB, comenta Theo Khouri, astrónomo de Chalmers e membro da equipe. Uma possibilidade alternativa é, pelo menos, igualmente surpreendente: que a estrela possuía, na altura das observações, uma grande proeminência.

Os cientistas estão agora a realizar novas observações, tanto com o ALMA como com outros instrumentos, a fim de melhor compreender a atmosfera surpreendente de W Hydrae. Observações como as realizadas pelo ALMA, na sua configuração de mais alta-resolução, são complexas, mas também gratificantes, explica Elvire De Beck, membro da equipa, também astrónoma da Chalmers.

"Torna-nos humildes, olhar para a nossa imagem de W Hydrae e ver o seu tamanho em comparação com a órbita da Terra. Nós nascemos a partir do material produzido em estrelas como esta, de modo que para nós é emocionante ter o desafio de entender algo que nos diz mais sobre as nossas origens e sobre o nosso futuro," conclui De Beck.

Fonte: Astronomia OnLine