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# Física# Astrofísica solar e estelar

As Vidas Complicadas das Estrelas Massivas

Novas pesquisas revelam as características das estrelas massivas R136 a1, a2, a3 e c.

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Estrelas Massivas Sob oEstrelas Massivas Sob oMicroscópioR136 desafiam suposições anteriores.Novas descobertas sobre as estrelas
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O limite de quão massivos as estrelas podem ser é um fator importante pra entender como as estrelas se formam e como elas afetam o que tá ao redor. Isso é especialmente crucial pra estudar como as galáxias evoluem e mudam com o tempo. Saber o limite máximo de massa ajuda os cientistas a modelar como as estrelas se comportam, como contribuem pra composição química das galáxias e como fornecem energia pros seus ambientes. Entre as estrelas mais massivas conhecidas estão R136 a1, a2, a3 e c, que ficam na Nebulosa Tarântula dentro da Nuvem Magalhães Grande.

As estimativas de massa dessas estrelas antes dependiam da ideia de que elas eram estrelas únicas. Mas essa suposição poderia dar uma perspectiva errada das características delas, porque muitas estrelas massivas na verdade existem em Sistemas Binários ou sistemas de múltiplas estrelas. Pra entender melhor a natureza dessas estrelas, os pesquisadores coletaram dados ao longo de vários anos, usando observações de telescópios super potentes.

Ao fazer várias observações ao longo do tempo, os pesquisadores tentaram encontrar indícios de companheiros próximos, procurando mudanças nos movimentos das estrelas. Eles usaram instrumentos avançados no Telescópio Espacial Hubble e em outros telescópios terrestres pra analisar a luz dessas estrelas massivas. Essa luz pode revelar variações de velocidade, indicando a influência gravitacional de estrelas próximas.

A partir dessas observações, os pesquisadores analisaram as velocidades radiais-quão rápido as estrelas estão se movendo em direção ou afastando da gente. Esse método dá pistas se uma estrela tem um companheiro. Se uma estrela faz parte de um sistema binário, sua velocidade vai variar enquanto as duas estrelas orbitam ao redor de um centro de massa compartilhado. O estudo tentou identificar tais variações e estabelecer se as estrelas R136 a1, a2 e a3 poderiam ter companheiros ocultos.

Os resultados mostraram que R136 a1, a2 e a3 não apresentam os sinais esperados de serem parte de um sistema binário. As velocidades radiais não corresponderam aos critérios que sugeririam uma natureza binária. Enquanto R136 a3 mostrou algumas pequenas variáveis, não era o suficiente pra classificar como uma estrela binária. Em contraste, R136 c foi identificada como estando em um sistema binário, de acordo com achados anteriores sobre essa estrela.

A pesquisa descartou efetivamente a presença de companheiros massivos para R136 a1, a2 e a3 dentro de um certo alcance de distâncias e períodos de tempo. Especificamente, eles descobriram que essas estrelas são improváveis de ter companheiros próximos dentro de um período orbital de alguns anos que poderiam alterar significativamente suas estimativas de massa. Porém, vale notar que se um companheiro compartilhar características semelhantes à estrela principal, ele ainda pode passar despercebido.

As estrelas em questão são classificadas como estrelas muito massivas, e algumas mostram traços de estrelas Wolf-Rayet, que têm ventos poderosos que as fazem emitir luz brilhante. Essas estrelas geralmente mostram um certo tipo de espectro na luz que emitem, indicando sua alta massa e composição única. O estudo destaca que a presença de estrelas massivas como as de R136 é importante em vários contextos astrofísicos, incluindo fenômenos como supernovas e a formação de novas estrelas.

Na ausência de evidências conclusivas para companheiros de R136 a1, a2 e a3, os cientistas ainda foram cautelosos na interpretação de suas descobertas. Eles incentivaram um monitoramento adicional dessas estrelas pra coletar mais dados, o que poderia levar a conclusões mais rigorosas.

Outra camada de complexidade surge ao considerar quanto as estimativas de massa das estrelas podem mudar devido à influência de potenciais companheiros. Se uma estrela massiva tem um companheiro fraco, as medições de massa podem ficar distorcidas, a menos que a dinâmica do sistema seja bem compreendida. Assim, os pesquisadores enfatizaram a necessidade de melhorar continuamente as técnicas de observação e coletar mais dados pra fortalecer suas afirmações.

O estudo de R136 a1, a2, a3 e c não é apenas um exercício acadêmico. Entender os limites de massa das estrelas tem consequências reais pro nosso conhecimento de como as galáxias evoluem. As características das estrelas massivas moldam a distribuição de energia e os processos químicos que acontecem dentro das galáxias, impactando sua aparência e ciclo de vida.

Em resumo, a investigação em R136 a1, a2, a3 e c sugere que, enquanto R136 c provavelmente está em um sistema binário, seus companheiros, se houver, não são massivos o suficiente pra afetar significativamente as propriedades das estrelas. As estrelas a1, a2 e a3 são classificadas como únicas com base na análise atual. Os pesquisadores vão continuar monitorando essas estrelas massivas pra descobrir mais segredos que elas podem ter sobre o universo. Esse trabalho contínuo serve como um lembrete de quanto ainda precisamos aprender sobre as histórias de vida das estrelas mais notáveis do universo.

Fonte original

Título: Constraints on the multiplicity of the most massive stars known: R136 a1, a2, a3, and c

Resumo: The most massive stars known to date are R 136 a1, a2, a3, and c within the central cluster R 136a of the Tarantula nebula in the Large Magellanic Cloud (LMC), with reported masses in excess of 150-200$M_\odot$. However, the mass estimation of these stars relies on the assumption that they are single. We collected three epochs of spectroscopy for R 136 a1, a2, a3, and c with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) of the Hubble Space Telescope (HST) in the years 2020-2021 to probe potential radial-velocity (RV) variations. We combine these epochs with an additional HST/STIS observation taken in 2012. We use cross-correlation to quantify the RVs, and establish constraints on possible companions to these stars up to periods of ~10 yr. Objects are classified as binaries when the peak-to-peak RV shifts exceed 50 km/s, and when the RV shift is significant with respect to errors. R 136 a1, a2, and a3 do not satisfy the binary criteria and are thus classified as putatively single, although formal peak-to-peak RV variability on the level 40 km/s is noted for a3. Only R 136 c is classified as binary, in agreement with literature. We can generally rule out massive companions (M2 > ~50 Msun) to R 136 a1, a2, and a3 out to orbital periods of < 1 yr (separations < 5 au) at 95% confidence, or out to tens of years (separations < ~100 au) at 50% confidence. Highly eccentric binaries (e > ~0.9) or twin companions with similar spectra could evade detection down to shorter periods (> ~10 d), though their presence is not supported by the relative X-ray faintness of R 136 a1, a2, and a3. We derive a preliminary orbital solution with a 17.2 d period for the X-ray bright binary R 136 c, though more data are needed to conclusively derive its orbit. Our study supports a lower bound of 150-200 $M_\odot$ on the upper-mass limit at LMC metallicity

Autores: T. Shenar, H. Sana, P. A. Crowther, K. A. Bostroem, L. Mahy, F. Najarro, L. Oskinova, A. A. C. Sander

Última atualização: 2023-09-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.13113

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.13113

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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