Novas Descobertas de uma Explosão de Estrela Gigante

Cientistas fizeram uma descoberta empolgante numa região de formação de estrelas na constelação de Monoceros. Eles encontraram uma enorme Explosão no Infravermelho médio de uma estrela jovem até então desconhecida. Essa estrela começou a brilhar gradualmente de 2014 a 2016 e, em 2017, teve um aumento dramático de Brilho, chegando a mais de 100 vezes. O brilho total aumentou em 500 vezes em um comprimento de onda específico antes de diminuir cerca de 10 vezes desde então. Antes da explosão, a estrela só foi detectada em comprimentos de onda mais longos e foi identificada como um Objeto Estelar Jovem Classe I, o que significa que ainda está nas fases iniciais de formação.

Essa estrela não foi vista em pesquisas ópticas recentes, o que sugere que está escondida dentro de uma nuvem de gás e poeira. Ela está a pelo menos 3,5 kiloparsecs de distância e tem um brilho total de pelo menos 9 vezes a energia emitida pelo Sol quando está tranquilo, e atingiu 400 vezes durante a explosão. A taxa de material sendo puxado para a estrela é pensada como bastante alta, possivelmente algumas vezes o peso do Sol a cada ano. Essa explosão compartilha várias características com outro evento semelhante chamado WISE J142238.82-611553.7, incluindo seu grande aumento de brilho, um espectro no infravermelho próximo sem muitos detalhes exceto por algumas linhas de hidrogênio, e uma baixa temperatura durante a explosão.

#O Que Acontece na Formação de Estrelas?

A formação de estrelas acontece em núcleos densos dentro de nuvens de gás e poeira no espaço. Inicialmente, o núcleo colapsa para criar uma pequena protostar. Essa protostar acumula material da área circundante, usando o que é conhecido como disco protoplanetário. Com o tempo, essas protostars podem se tornar estrelas típicas, como o nosso Sol. Objetos Estelares Jovens (YSOs) são classificados em diferentes categorias com base em seu estágio de desenvolvimento:

• Classe 0: O estágio mais inicial, onde a protostar ainda está profundamente embutida em uma grossa camada de gás.
• Classe I: A protostar tem um disco e está começando a limpar algum material.
• Classe II: O envelope está quase todo desaparecido, e há um disco ao redor da estrela central, que pode formar planetas.
• Classe III: Esse estágio é justo antes da estrela se tornar uma estrela da sequência principal, com apenas detritos visíveis.

Estrelas típicas chamadas estrelas T-Tauri geralmente crescem devagar, mas também podem ter explosões de atividade conhecidas como Acreção episódica. Isso significa que elas podem ganhar mais massa em explosões repentinas, levando a brilhantes explosões que são muito maiores e mais longas do que as variações normais.

#Tipos de Estrelas Eruptivas

Existem diferentes tipos de estrelas de explosão que os astrônomos categorizam com base em seu brilho e duração:

• Estrelas FU Orionis: Essas são as mais extremas, com aumentos de brilho de até 8 magnitudes que podem durar várias décadas.
• EXors: Essas estrelas geralmente têm explosões mais curtas com menos aumento de brilho, durando de alguns meses a um ano.

Explosões são tipicamente observadas em luz óptica e infravermelha, e ajudam os astrônomos a entender como essas estrelas acumulam massa ao longo do tempo. No entanto, muitos dos eventos conhecidos se concentram em estrelas Classe II ou III, enquanto as estrelas Classe I e 0, que estão embutidas, permanecem menos estudadas.

Pesquisas recentes revelaram que explosões são mais comuns entre estrelas Classe I do que entre estrelas Classe II. Uma grande pesquisa encontrou muitos YSOs eruptivos, mostrando que essas explosões acontecem com mais frequência do que se pensava anteriormente.

#Nossa Descoberta

A descoberta da enorme explosão foi feita enquanto buscavam por estrelas variáveis no infravermelho médio usando dados de um sistema chamado WISE. A explosão foi tão poderosa que transformou a visibilidade da estrela na região do infravermelho médio, tornando-a uma descoberta significativa. A pesquisa é apresentada em várias seções, detalhando as observações, análise de dados, resultados e discussões sobre a explosão e suas características.

#Observações e Análise

A análise do brilho da estrela foi feita observando as curvas de luz de diferentes períodos. Os dados mostraram um brilho constante, com exceção de quando a estrela ficou muito mais brilhante e saturou as medições. A fonte da explosão foi encontrada perto de uma estrela óptica brilhante, mas foi determinado que era um objeto diferente.

Imagens infravermelhas adicionais de uma pesquisa chamada GLIMPSE mostraram a nova fonte, confirmando sua localização. Observações foram feitas antes da explosão, e comparações foram feitas para avaliar o brilho e as mudanças ao longo do tempo.

Usar dados de várias observações permitiu que os pesquisadores rastreassem as curvas de luz da estrela. Essas curvas de luz indicaram que a estrela teve um aumento dramático de brilho, levando à conclusão de que estava de fato passando por uma explosão significativa.

#O Ambiente ao Redor da Estrela

A estrela está localizada em uma região de formação estelar chamada IRAS 0644+0319, que contém muitas outras estrelas jovens. Em imagens tiradas em diferentes comprimentos de onda, várias outras estrelas jovens potenciais foram identificadas nas proximidades. Essas estrelas provavelmente se formaram a partir da mesma nuvem molecular que deu origem à nossa estrela de interesse.

A distribuição espectral de energia (SED) da estrela combina com a de um objeto estelar jovem Classe I. Essa classificação apoia a ideia de que a estrela ainda está nas fases iniciais de formação, cercada por uma camada grossa de material.

#Estado e Características Pré-Explosão

Antes da explosão, a luz da estrela indicava um estado quiescente, sem variações significativas. A SED sugeriu que estava em uma situação estável com saída de energia consistente. A análise concluiu que a estrela apresentava características típicas de um YSO Classe I, fornecendo confiança nessa classificação.

Uma parte importante da análise foi estimar o brilho e a distribuição de energia da estrela em diferentes estados. O estado quiescente forneceu uma linha de base para entender as mudanças que ocorreram durante a explosão.

#Explosão Infravermelha Média e Mudanças de Luminosidade

A estrela experimentou um enorme aumento de brilho no espectro infravermelho médio. Ela gradualmente se iluminou ao longo de um período de dois anos antes de passar por uma explosão de atividade. Essa explosão demonstrou um padrão único, com mudanças de brilho observadas nas bandas de luz W1 e W2.

Os dados sugeriram que a explosão foi uma das mais significativas registradas em termos de aumento de brilho para estrelas jovens. A diminuição do brilho depois foi mais lenta do que outros tipos de erupções, mas ainda notável.

#Taxas de Acreção e Fontes de Energia

A energia da explosão provavelmente veio do gás e material sendo puxado para a estrela, um processo conhecido como acreção. A taxa de material sendo puxado sugere um aumento substancial de massa, apoiando a ideia de que altas taxas de acreção são responsáveis pela explosão.

#Linhas de Emissão e Espectros

Durante a explosão, várias linhas de emissão foram detectadas, que são importantes para entender as condições ao redor da estrela. Essas linhas são indicadores de medição dos processos físicos ocorrendo na estrela e seu ambiente. A análise mostrou que as linhas de emissão eram características das condições presentes em um sistema estelar jovem.

#Conclusão

Em resumo, essa descoberta destaca uma grande explosão no infravermelho médio de um objeto estelar jovem profundamente embutido. Ela apresentou características que a distinguiram de estrelas mais comumente observadas. Os aspectos únicos de sua explosão, junto com sua classificação, contribuem para nosso entendimento dos processos de formação de estrelas e do comportamento de estrelas jovens. A pesquisa sugere que pode haver muitos mais eventos semelhantes ainda a serem descobertos, oferecendo insights vitais sobre a complexa natureza do desenvolvimento estelar.

Essa descoberta abre caminho para investigações mais profundas sobre o crescimento e evolução das estrelas, revelando que ainda existem muitos mistérios a serem desvendados no cosmos.