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Astrónomos descobrem irregularidades no núcleo de gigantes vermelhas



As gigantes vermelhas são estrelas moribundas, nos estágios finais da evolução estelar, que esgotaram o hidrogénio nos seus núcleos. Num trabalho publicado na revista científica Nature Communications, uma equipa, maioritariamente composta por investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), encontrou indícios de que as gigantes vermelhas têm “falhas” – variações estruturais abruptas – no seu núcleo.

Infelizmente, é impossível olhar diretamente para o interior de uma estrela. No entanto, uma técnica chamada asterossismologia, que mede oscilações semelhantes a “terramotos” nas estrelas, permite vislumbrar indiretamente o interior estelar. As “falhas” detetadas neste estudo afetam a frequência e o trajeto das ondas sonoras e de gravidade, que dão origem às oscilações observadas.


A investigadora do IA Margarida Cunha esclarece que: “A propagação de ondas no interior das estrelas dá origem a minúsculas variações do brilho das mesmas, que podem ser detetadas por instrumentos no espaço. Estas ondas revelam as condições do meio por onde se propagam e, desta forma, fornecem informação acerca das propriedades físicas do interior das estrelas.”


A equipa usou dados do telescópio espacial Kepler (NASA) para detetar e estudar ondas que se propagam até às camadas mais profundas de estrelas velhas. O primeiro autor deste trabalho,  Mathieu Vrard, atualmente a trabalhar na Ohio State University, explica: “Este trabalho apresenta a primeira caracterização das descontinuidades estruturais presentes no núcleo de estrelas gigantes vermelhas, o que nos permite, pela primeira vez, sondar com precisão os processos físicos que ocorrem nessa zona”. Vrard, que iniciou este trabalho no IA, acrescenta ainda que: “Ao analisar estas variações, podemos inferir, não só as propriedades globais da estrela, mas também informação precisa acerca da estrutura destes astros”.


As gigantes vermelhas de baixa massa, após iniciarem a fusão de hélio nos seus núcleos, são frequentemente usadas em estudos para determinar distâncias e densidade galáctica, bem como para compreender melhor os processos físicos que ditam a evolução química das estrelas. Por isso, é vital que os investigadores criem modelos precisos destas estrelas. Para isso precisam de compreender a causa destas descontinuidades.


Nesta investigação, a equipa analisou uma amostra de 359 gigantes vermelhas, com massas abaixo de um determinado valor, para medir as suas oscilações individuais e várias propriedades dessas estrelas. No final descobriram que quase 7% destas estrelas apresentam descontinuidades estruturais.


Há duas teorias que tentam explicar como é que estas perturbações ocorrem. A primeira afirma que as “falhas” estão presentes ao longo da evolução da estrela, mas, regra geral, são pouco intensas e ficam abaixo do limite a partir do qual os investigadores as catalogariam como verdadeiras descontinuidades.


A segunda sugere que estas irregularidades são “suavizadas” por um processo físico desconhecido, que mais tarde dá origem a mudanças na estrutura do núcleo da estrela.

Este estudo não favorece a primeira hipótese, mas são precisos mais dados para que os investigadores possam confirmar com segurança a segunda. Diego Bossini (IA) explica: “Este trabalho mostra os limites dos nossos modelos atuais, e dá-nos pistas para encontrarmos formas de os melhorar”.

por Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço



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