“Música” de Starquakes revela uma nova maneira de entender a história da galáxia

A “música” de Starquakes – enormes vibrações causadas por bolhas de gás queimam em todo o corpo de muitas estrelas – podem revelar muito mais informações sobre as histórias e trabalhos internos das estrelas do que os cientistas pensavam.

Em Nova pesquisa publicada na Natureanalisamos as assinaturas de frequência de Starquakes em uma ampla gama de estrelas gigantes no cluster de estrelas M67, quase 3.000 anos -luz da Terra.

Usando observações da missão K2 do Kepler Space Telescope, tivemos uma rara oportunidade de rastrear a evolução das estrelas durante a maior parte de sua jornada pela fase gigante do ciclo de vida estelar.

Ao fazer isso, descobrimos que essas estrelas ficam presas “tocando o mesmo parte de sua música” quando sua camada externa turbulenta atingir uma região sensível no fundo.

Essa descoberta revela uma nova maneira de entender a história das estrelas – e de toda a galáxia.

O som de starquakes

Os starquakes acontecem na maioria das estrelas (como o nosso sol) que têm uma camada externa borbulhante, como uma panela de água fervente. Bolhas de aumento de gás quente e estouraram na superfície, enviando ondulações por toda a estrela que faz com que ela vibre de maneiras particulares.

Podemos detectar essas vibrações, que ocorrem em “frequências ressonantes”, procurando variações sutis no brilho da estrela. Ao estudar as frequências de cada estrela em um grupo chamado um cluster, podemos sintonizar a “música” exclusiva do cluster.

Nosso estudo desafia as suposições anteriores sobre frequências ressonantes em estrelas gigantes, revelando que oferecem informações mais profundas sobre interiores estelares do que se pensava anteriormente. Além disso, nosso estudo abriu novas maneiras de decifrar a história de nossa galáxia.

A melodia de um cluster estelar

Os astrônomos há muito procuram entender como estrelas como nosso sol evoluem com o tempo.

Uma das melhores maneiras de fazer isso é estudar grupos – grupos de estrelas que se formaram e compartilham a mesma idade e composição. Um cluster chamado M67 atraiu muita atenção porque contém muitas estrelas com uma composição química semelhante ao sol.

Assim como os terremotos nos ajudam a estudar o interior da Terra, os Starquakes revelam o que está sob a superfície de uma estrela. Cada estrela “canta” uma melodia, com frequências determinadas por sua estrutura interna e propriedades físicas.

Estrelas maiores produzem vibrações mais profundas e lentas, enquanto estrelas menores vibram em arremessos mais altos. E nenhuma estrela reproduz apenas uma nota – cada um ressoa com um espectro completo de som de seu interior.

Uma assinatura surpreendente

Entre as principais assinaturas de frequência está o chamado espaçamento pequeno-um grupo de frequências ressonantes bem próximas. Nas estrelas mais jovens, como o Sol, essa assinatura pode fornecer pistas sobre a quantidade de hidrogênio que a estrela ainda deixou para queimar em seu núcleo.

Nos gigantes vermelhos, a situação é diferente. Essas estrelas mais antigas usaram todo o hidrogênio em seus núcleos, que agora são inertes.

No entanto, a fusão de hidrogênio continua em uma concha ao redor do núcleo. Supunha -se há muito tempo que os pequenos espaçamentos em tais estrelas ofereciam poucas informações novas.

Uma nota parada

Quando medimos os pequenos espaçamentos das estrelas no M67, ficamos surpresos ao ver que eles revelaram mudanças nas regiões internas de fusão da estrela.

À medida que a concha que queima de hidrogênio espessou, os espaçamentos aumentavam. Quando a concha se moveu para dentro, eles encolheram.

Então encontramos outra coisa inesperada: em um certo estágio, os pequenos espaçamentos pararam. Era como um disco pulando em uma nota.

Descobrimos que esse estagnação aparece durante um estágio específico da vida de uma estrela gigante – quando seu envelope externo, a camada “ebulição” que transporta calor, cresce tão profunda que representa cerca de 80% da massa da estrela. Nesse ponto, o limite interno do envelope se alcança em uma região altamente sensível da estrela.

Esse limite é extremamente turbulento e a velocidade do som muda acentuadamente através dele – e essa mudança acentuada afeta como as ondas sonoras viajam pela estrela. Também descobrimos que a frequência de estagnação é determinada distintamente pela massa e composição química da estrela.

Isso nos dá uma nova maneira de identificar estrelas nesta fase e estimar suas idades com precisão aprimorada.

A história da galáxia

As estrelas são como discos fósseis. Eles carregam a impressão dos ambientes em que formaram, e estudá -los nos permite reunir a história de nossa galáxia.

A Via Láctea cresceu se fundindo com galáxias menores, formando estrelas em momentos diferentes em diferentes regiões. Melhores estimativas de idade em toda a galáxia nos ajudam a reconstruir essa história com mais detalhes.

Clusters como M67 também fornecem um vislumbre do futuro de nosso próprio sol, oferecendo informações sobre as mudanças que experimentará ao longo de bilhões de anos.

Essa descoberta nos dá uma nova ferramenta – e um novo motivo para revisitar os dados que já temos. Com anos de observações sísmicas de toda a Via Láctea, agora podemos voltar a essas estrelas e “ouvir” novamente, desta vez sabendo o que ouvir.

Claudia ReyesPós -doutorado, Escola de Pesquisa de Astronomia e Astrofísica, Universidade Nacional Australiana

Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o Artigo original.

(Exceto pela manchete, esta história não foi editada pela equipe da NDTV e é publicada em um feed sindicalizado.)