13 de outubro de 2012

ESTRUTURA ESPIRAL SURPREENDENTE DESCOBERTO PELO ALMA

Astrônomos usando o Atacama Matriz Millimeter / submillimeter Grande (ALMA) descobriram uma estrutura espiral totalmente inesperado no material em torno do antigo estrela R Sculptoris. Esta é a primeira vez que uma estrutura deste tipo, juntamente com uma camada externa esférica, foi encontrado em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que os astrônomos poderiam obter informação tridimensional completa sobre esta espiral. A forma estranha provavelmente foi criado por uma estrela companheira oculta em órbita da gigante vermelha. Este trabalho é um dos primeiros resultados científicos ALMA primeiros a serem publicados e aparece na revista Nature esta semana.

Uma equipe usando o Atacama Matriz Millimeter / submillimeter Grande (ALMA), o mais poderoso telescópio milímetros / submilimétrico no mundo, descobriu uma estrutura espiral surpreendente no gás ao redor da estrela gigante vermelha R Sculptoris [ 1] [ 2] [ 3]. Isto significa que provavelmente há uma estrela companheira inédita em órbita da estrela [ 4]. Os astrônomos também ficaram surpresos ao descobrir que muito mais material do que o esperado havia sido expulso pelo gigante vermelho.

"Nós vimos conchas em torno desse tipo de estrela antes, mas esta é a primeira vez que eu já vi uma espiral de material que sai de uma estrela, juntamente com um escudo ao redor", diz o principal autor do artigo que apresenta a resultados, Matthias Maercker (ESO e Argelander Instituto de Astronomia da Universidade de Bonn, Alemanha).

Porque eles soprar grandes quantidades de material, gigantes vermelhas como R Sculptoris são os principais contribuintes para a poeira e gás que fornecem a maior parte das matérias-primas para a formação das futuras gerações de estrelas, sistemas planetários e, posteriormente, para a vida.

Mesmo na fase de Ciência cedo, quando as novas observações foram feitas, ALMA grandemente superou observatórios submilimétrico outros. Observações anteriores haviam mostrado claramente uma concha esférica de cerca de R Sculptoris, mas nem a estrutura espiral nem um companheiro foi encontrado.

"Quando observamos a estrela com ALMA, nem mesmo metade de suas antenas estavam no local. É realmente emocionante imaginar o que o conjunto completo ALMA será capaz de fazer, uma vez que está concluída em 2013", acrescenta Vlemmings Wouter (Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia ), um co-autor do estudo.

No final de suas vidas, estrelas com massas até oito vezes a do Sol se tornam gigantes vermelhas e perder uma grande quantidade de sua massa em um vento estelar denso. Durante os estágios estrelas vermelhas gigantes também periodicamente por impulsos térmicos. Estes são de curta duração fases de queima hélio explosiva em um escudo em torno do núcleo estelar. Um pulso térmico leva a material a ser soprada para fora da superfície da estrela a uma taxa muito mais elevada, resultando na formação de um grande reservatório de poeira e gás à volta da estrela. Após o pulso o ritmo a que a estrela perde massa cai de novo para o seu valor normal.

Pulsos térmicos ocorrer aproximadamente a cada 10 000 a 50 000 anos, e duram apenas algumas centenas de anos. As novas observações de R Sculptoris mostrar que sofreu um evento pulso térmico cerca de 1800 anos atrás, que durou cerca de 200 anos.A estrela companheira forma o vento de R Sculptoris em uma estrutura em espiral.

"Ao tirar partido do poder do ALMA para ver detalhes, podemos entender muito melhor o que acontece com a estrela, antes, durante e após o pulso térmico, estudando como a casca ea estrutura espiral são moldadas", diz Maercker. " Nós sempre esperado ALMA para nos proporcionar uma nova visão do Universo, mas estar descobrindo coisas novas já inesperados, com um dos primeiros conjuntos de observações é realmente emocionante. "

Para descrever a estrutura observada em torno de R Sculptoris, a equipa de astrónomos também tem realizado simulações de computador para acompanhar a evolução de um sistema binário [5]. Estes modelos se adequar às novas observações ALMA muito bem.

"É um verdadeiro desafio para descrever teoricamente todos os detalhes observados provenientes da ALMA, mas nossos modelos de computador mostram que realmente estamos no caminho certo. ALMA está nos dando uma nova visão sobre o que está acontecendo nesses estrelas e que poderia acontecer com o Sol em alguns bilhões de anos a partir de agora ", diz Shazrene Mohamed (Argelander Instituto de Astronomia, em Bonn, Alemanha e Sul-Africano Astronomical Observatory), um co-autor do estudo.

"No futuro próximo, as observações de estrelas como R Sculptoris com ALMA vai nos ajudar a entender como os elementos que são feitos de lugares alcançados, como a Terra. Eles também nos dão uma dica do que futuro distante nossa própria estrela de como poderia ser, " Matthias Maercker conclui.

Notas
[1] R Sculptoris é um exemplo de uma estrela gigante ramo assintótico (AGB). Estas são estrelas com massas iniciais entre 0,8 e 8 massas solares nos estágios finais de suas vidas. Eles são legais, gigantes vermelhas com perda de grande massa na forma de fortes ventos estelares, e são tipicamente de longo período variáveis. A sua estrutura é constituída por um núcleo central de pequena carbono e oxigénio rodeado por um invólucro de hélio e queima de hidrogénio, e, em seguida, um envelope enorme convectivo. O Sol vai eventualmente evoluir para uma estrela AGB. [ voltar ]

[2] O invólucro ejectado formado em torno de estrelas AGB é composta de grãos de gases e poeiras. Os grãos de poeira pode ser manchado por olhar para emissão térmica que se estende do infravermelho distante através de comprimentos de onda milímetro. Na emissão de comprimentos de onda milímetro da molécula de CO permite aos astrônomos para obter mapas de alta resolução da emissão de gases do forte vento estelar gerada pelas estrelas AGB. Estas observações também são excelentes traçadores de distribuição de gás em torno desses objetos. A elevada sensibilidade do ALMA possibilita directamente a imagem da zona de condensação e de pó a estrutura do material em torno de estrelas AGB, mostrando detalhes menores do que 0,1 segundos de arco. [ voltar ]

[3] A espiral semelhante, mas sem um escudo ao redor, tem sido visto em Hubble da NASA / ESA Telescópio espacial observações da estrela LL Pegasi.Mas, ao contrário das novas observações ALMA, estes dados não permitem que a estrutura tridimensional de ser estudado. As observações do Hubble detectar a poeira e emissão do ALMA molecular. [ voltar ]

[4] binários Unseen também têm sido sugeridos como uma explicação para as formas estranhas vistas em objetos relacionados, nebulosas planetárias.Após a fase de AGB, intermediários e estrelas de baixa massa (0,8-8 massas solares) vai acabar com suas vidas através da formação de uma nebulosa planetária. Estes são os restos incandescentes do envelope estelar de gás ejetado durante a fase AGB, que é ionizado pela radiação ultravioleta emitida pela estrela central. Nebulosas planetárias Muitos têm morfologias extremamente complexas e variadas. Estrelas binárias centrais, discos estelares e os campos magnéticos têm sido sugeridos como o mecanismo que produz uma variedade de formas. [ voltar ]

[5] O sistema modelado aqui consiste de uma estrela AGB primária passando por um pulso térmico e uma estrela companheira pequena. A separação entre as estrelas utilizadas na simulação é de 60 unidades astronómicas com uma massa total do sistema de duas massas solares. O período orbital é de 350 anos. [ voltar ]

Mais informações

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo, "perda de massa inesperadamente grande durante o ciclo de pulso térmico da Estrela gigante vermelha R Sculptoris" , por Maercker et al. a aparecer na revista Nature .

A equipe é composta de M. Maercker (ESO; Argelander Instituto de Astronomia da Universidade de Bonn, na Alemanha), Mohamed S. (Argelander Instituto de Astronomia; Sul-Africano Astronomical Observatory, África do Sul), Vlemmings WHT (Observatório Espacial Onsala, Chalmers University de Tecnologia, Onsala, Suécia), S. Ramstedt (Argelander Instituto de Astronomia da Universidade de Bonn, Universidade de Uppsala), MAT Groenewegen (Observatório Real da Bélgica, Bruxelas, Bélgica), E. Humphreys (ESO), F. Kerschbaum (Departamento de Astronomia da Universidade de Viena, Áustria), M. Lindqvist (Onsala Space Observatory), H. Olofsson (Observatório Espacial Onsala), C. Paladini (Departamento de Astronomia da Universidade de Viena, Áustria), M. Wittkowski (ESO), I. de Gregorio-Monsalvo (Joint ALMA Observatory, no Chile) e LA Nyman (Joint ALMA Observatory).

O Atacama Matriz Millimeter / submillimeter Grande (ALMA), uma instalação de astronomia internacional, é uma parceria da Europa, América do Norte e do Leste Asiático em cooperação com a República do Chile. ALMA é financiado na Europa pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), na América do Norte pela National Science Foundation EUA (NSF), em cooperação com o Conselho Nacional de Pesquisas do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional de Ciência de Taiwan (NSC) e no Leste da Ásia pelos Institutos Nacionais de Ciências Naturais (NINS) do Japão, em cooperação com a Academia Sinica (AS), em Taiwan. A construção do ALMA e as operações são conduzidas em nome da Europa pelo ESO, em nome da América do Norte pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI) e em nome da Ásia Oriental pela Astronômico Nacional Observatório do Japão (NAOJ).O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece a liderança unificada e gestão da construção, comissionamento e operação do ALMA.

O Observatório ALMA será inaugurada em 13 de março de 2013.

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