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A Brilhante Descoberta da Mariposa Estelar Mothra

Cientistas apresentam uma nova estrela, Mothra, revelando informações sobre estrelas supergigantes e matéria escura.

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Recentemente, os cientistas encontraram uma nova estrela chamada Mothra. E não é uma estrela qualquer, mas uma super brilhante que parece fazer parte de um par de estrelas massivas. Mothra tá lá longe no espaço, atrás de um aglomerado de galáxias conhecido como MACS0416. Esse aglomerado funciona como uma lupa, fazendo Mothra parecer ainda mais brilhante do que realmente é.

O que é Lente Gravitacional?

Lente gravitacional acontece quando um objeto massivo, tipo um aglomerado de galáxias, dobra a luz que vem de um objeto mais distante. No caso, o aglomerado MACS0416 tá dobrando a luz de Mothra, permitindo que a gente veja ela bem melhor. Esse efeito ajuda os astrônomos a descobrirem estrelas que normalmente são muito fracas pra serem detectadas.

A Descoberta de Mothra

Mothra foi identificada através de telescópios avançados como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Telescópio Espacial Hubble (HST). As observações mostraram que o Brilho de Mothra mudava com o tempo, o que é meio estranho pra uma estrela. Acredita-se que ela seja uma estrela binária, onde duas estrelas orbitam uma à outra, criando variações de brilho enquanto se movem.

As Características de Mothra

Mothra acredita-se que seja composta por duas estrelas supergigantes. Uma é quente e azul, enquanto a outra é mais fria e vermelha. A presença dos dois tipos de estrelas pode explicar algumas das variações de brilho observadas. As mudanças de brilho sugerem que a estrela mais fria pode estar passando por algumas mudanças também, aumentando o mistério de Mothra.

Importância da Variabilidade Temporal

Variabilidade temporal em estrelas pode dizer muito pros cientistas sobre a natureza delas. No caso de Mothra, essa variabilidade pode significar que a estrela mais fria tá passando por algumas mudanças internas, possivelmente por causa do seu tamanho e idade. Monitorando essas mudanças ao longo do tempo, os astrônomos esperam aprender mais sobre o comportamento das estrelas massivas e como elas evoluem.

O Papel do Microlente

Microlente é um efeito semelhante à lente gravitacional, mas geralmente envolve objetos menores como estrelas. No caso de Mothra, é possível que um objeto menor, ou "perturbador", esteja aumentando ainda mais seu brilho. Isso poderia explicar o brilho extremo que vemos.

A Busca por Contraimagens

Quando a luz de uma estrela distante é dobrada por um aglomerado de galáxias, os cientistas esperam ver múltiplas imagens da mesma estrela. Pra Mothra, parece que há uma imagem faltando ou "contraimagem" que também deveria ser visível. Os pesquisadores estão ativamente procurando por essa imagem secundária, que pode ajudar a confirmar a identidade de Mothra como uma estrela lente.

Matéria Escura e Suas Implicações

A descoberta de Mothra tem implicações pra nossa compreensão da matéria escura. Matéria escura é uma substância invisível que se acredita compor uma grande parte da massa do universo. As características de Mothra, especialmente seu brilho extremo e a potencial presença de uma mililente, oferecem insights sobre como a matéria escura se comporta em aglomerados de galáxias.

Métodos de Observação

As observações de Mothra usaram dados tanto do JWST quanto do HST. Esses telescópios têm capacidades diferentes, o que permitiu que os cientistas tivessem uma visão completa do brilho e estrutura de Mothra. Comparações foram feitas entre imagens tiradas em diferentes momentos, revelando a variabilidade no brilho.

Análise da Distribuição de Energia Espectral

A forma como Mothra emite luz pode dizer aos cientistas sobre sua temperatura e composição. Estudando o espectro de luz, os pesquisadores podem modelar as características das duas estrelas e entender porque elas se comportam do jeito que fazem. Isso ajuda a identificar que tipos de estrelas estão envolvidas no sistema binário.

Importância de Encontrar Novas Estrelas

Encontrar novas estrelas como Mothra é crucial pra nossa compreensão do universo. Essas descobertas podem levar a novas ideias sobre a formação de estrelas, o comportamento de estrelas em aglomerados e a estrutura geral do cosmos. À medida que os telescópios continuam a melhorar, também melhora nossa capacidade de observar estrelas distantes.

Futuras Observações

A observação contínua de Mothra e estrelas semelhantes vai melhorar nossa compreensão dos fenômenos em jogo. Estudos futuros vão focar em rastrear mudanças de brilho ao longo do tempo e procurar pela contraimagem faltante. Esse trabalho em andamento vai aprofundar nosso conhecimento sobre lente gravitacional e as propriedades de estrelas supergigantes.

Conclusão

Mothra representa um passo emocionante em frente no estudo de estrelas distantes. Sua descoberta não só joga luz sobre as propriedades das estrelas supergigantes, mas também levanta questões importantes sobre a natureza da matéria escura e a estrutura do universo. Enquanto os cientistas continuam a explorar essa estrela, podemos esperar aprender mais sobre os processos cósmicos que moldam nosso universo.

Fonte original

Título: JWST's PEARLS: Mothra, a new kaiju star at z=2.091 extremely magnified by MACS0416, and implications for dark matter models

Resumo: We report the discovery of Mothra, an extremely magnified monster star, likely a binary system of two supergiant stars, in one of the strongly lensed galaxies behind the galaxy cluster MACS0416. The star is in a galaxy with spectroscopic redshift $z=2.091$ in a portion of the galaxy that is parsecs away from the cluster caustic. The binary star is observed only on the side of the critical curve with negative parity but has been detectable for at least eight years, implying the presence of a small lensing perturber. Microlenses alone cannot explain the earlier observations of this object made with the Hubble Space Telescope. A larger perturber with a mass of at least $10^4$\,\Msun\ offers a more satisfactory explanation. Based on the lack of perturbation on other nearby sources in the same arc, the maximum mass of the perturber is $M< 2.5\times10^6$\,\Msun, making it the smallest substructure constrained by lensing above redshift 0.3. The existence of this millilens is fully consistent with the expectations from the standard cold dark matter model. On the other hand, the existence of such small substructure in a cluster environment has implications for other dark matter models. In particular, warm dark matter models with particle masses below 8.7\,keV are excluded by our observations. Similarly, axion dark matter models are consistent with the observations only if the axion mass is in the range $0.5\times10^{-22}\, {\rm eV} < m_a < 5\times10^{-22}\, {\rm eV}$.

Autores: J. M. Diego, Bangzheng Sun, Haojing Yan, Lukas J. Furtak, Erik Zackrisson, Liang Dai, Patrick Kelly, Mario Nonino, Nathan Adams, Ashish K. Meena, S. P. Willner, Adi Zitrin, Seth H. Cohen, Jordan C. J. D Silva, Rolf A. Jansen, Jake Summers, Rogier A. Windhorst, Dan Coe, Christopher J. Conselice, Simon P. Driver, Brenda Frye, Norman A. Grogin, Anton M. Koekemoer, Madeline A. Marshall, Nor Pirzkal, Aaron Robotham, Michael J. Rutkowski, Russell E. Ryan,, Scott Tompkins, Christopher N. A. Willmer, Rachana Bhatawdekar

Última atualização: 2023-07-19 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.10363

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.10363

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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