20/09/2022 - 8:04
Nos modelos clássicos de evolução estelar, até agora pouca importância foi dada à evolução inicial das estrelas. Thomas Steindl, do Departamento de Astrofísica e Física de Partículas da Universidade de Innsbruck (Áustria), mostra agora pela primeira vez que a biografia das estrelas é de fato moldada por seu estágio inicial. O estudo foi publicado na revista Nature Communications.
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De bebês a adolescentes, estrelas em seus “anos jovens” são um grande desafio para a ciência. O processo de formação estelar é particularmente complexo e difícil de mapear em modelos teóricos. Uma das poucas maneiras de aprender mais sobre a formação, estrutura ou idade das estrelas é observar suas oscilações. “Comparável à exploração do interior da Terra com a ajuda da sismologia, também podemos fazer afirmações sobre sua estrutura interna e, portanto, também sobre a idade das estrelas com base em suas oscilações”, disse a coautora Konstanze Zwintz, também da Universidade de Innsbruck.
Zwintz é considerada uma pioneira no jovem campo da astrossismologia e lidera o grupo de pesquisa Stellar Evolution and Asterossismology no Institute for Astro- and Particle Physics da Universidade de Innsbruck. O estudo das oscilações estelares evoluiu significativamente nos últimos anos porque as possibilidades de observação precisa através de telescópios no espaço, como TESS, Kepler e James Webb, melhoraram em muitos níveis. Esses avanços agora também estão lançando uma nova luz sobre as teorias de evolução estelar de décadas.
Novo modelo para a hora zero de estrelas adultas
As estrelas são chamadas de “crianças” desde que ainda não estejam queimando hidrogênio em hélio em seus núcleos. Nessa fase, eles estão na sequência pré-principal; após a ignição, elas se tornam adultas e passam para a sequência principal.
“A pesquisa sobre estrelas até agora se concentrou principalmente em estrelas adultas – como o nosso Sol”, disse Thomas Steindl, membro do grupo de pesquisa de Konstanze Zwintz e principal autor do estudo. “Mesmo que pareça contraintuitivo à primeira vista, até agora pouca atenção foi dada à evolução da pré-sequência principal porque a fase é muito turbulenta e difícil de modelar. São apenas os avanços tecnológicos dos últimos anos que nos permitem uma aproximação olhe para a infância das estrelas – e, portanto, naquele momento em que a estrela começa a fundir hidrogênio em hélio.”
Modelo realista
Em seu estudo atual, os dois pesquisadores da Universidade de Innsbruck apresentam agora um modelo que pode ser usado para retratar realisticamente as primeiras fases da vida de uma estrela muito antes de se tornarem adultas. O modelo é baseado no programa de evolução estelar de código aberto MESA (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics). Inspirado por uma palestra proferida pelo astrônomo Eduard Vorobyov, da Universidade de Viena (Áustria), em uma reunião de 2019, Steindl passou meses refinando o método para usar esse código de evolução estelar a fim de recriar a fase caótica da formação inicial de estrelas e, em seguida, prever suas oscilações específicas.
“Nossos dados mostram que as estrelas na sequência pré-principal seguem um curso muito caótico em sua evolução. Apesar de sua complexidade, agora podemos usá-la em nosso novo modelo teórico”, afirmou Steindl. Assim, o astrônomo mostra que a maneira como a estrela é formada tem impacto no comportamento de oscilação mesmo após a ignição da fusão nuclear na sequência principal: “A infância tem influência nas pulsações posteriores da estrela: isso parece muito simples, mas estava fortemente em dúvida. A teoria clássica assume que o tempo antes da ignição é simplesmente irrelevante. Isso não é verdade: Comparável a um instrumento musical, mesmo diferenças sutis na composição levam a mudanças significativas no tom. Assim, nossos modelos modernos melhoram descrever as oscilações em estrelas reais”.
Konstanze Zwintz disse: “Eu já estava convencida há cerca de 20 anos, quando vi pela primeira vez a oscilação de uma jovem estrela à minha frente na tela, que um dia seria capaz de provar o significado da evolução estelar inicial na estrela ‘adulta’. Graças ao grande trabalho de Thomas Steindl, agora conseguimos: definitivamente, um momento heureca para nosso grupo de pesquisa e outro marco para uma melhor compreensão das etapas de crescimento das estrelas”.
