Jatos Tremulando e Evolução Estelar
Explorando os efeitos de jatos oscilantes durante a evolução das estrelas.
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Na vida das estrelas, certos estágios levam a comportamentos interessantes e complexos. Um desses estágios é quando uma estrela secundária, tipo uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, entra nas camadas externas de uma estrela gigante. Essa interação pode criar jatos únicos que se comportam de maneiras inesperadas. Este artigo explora como esses jatos balançam durante o que chamamos de evolução de envelope comum, uma fase em que a estrela secundária espirala para as camadas externas da estrela gigante.
O Que São Evolução de Envelope Comum e Jatos Balançantes?
A evolução de envelope comum rola quando uma estrela secundária entra na camada externa de uma estrela gigante. À medida que a estrela secundária se move por essa camada, ela puxa massa e energia, resultando na formação de jatos. Esses jatos são correntes de gás ejetadas da estrela companheira, e nem sempre voam reto. Em vez disso, eles balançam, ou seja, podem mudar de direção de forma inesperada. Esse balanço tem implicações importantes sobre como os jatos interagem com o ambiente e moldam as estruturas ao redor.
O Papel do Movimento Convectivo
As camadas externas das estrelas gigantes, como as supergigantes vermelhas, não são estáticas. Elas estão cheias de movimento convectivo, que se refere ao movimento de gás e materiais dentro da estrela. Esse movimento pode causar flutuações na velocidade e direção, contribuindo para o comportamento balançante dos jatos. Quando a estrela secundária atrai massa do envelope da estrela gigante, essa massa traz consigo os efeitos do movimento convectivo, adicionando um componente aleatório à direção dos jatos.
O Mecanismo por Trás dos Jatos Balançantes
Quando a estrela secundária espirala para as camadas externas da estrela gigante, duas forças principais interagem:
- Movimento orbital: À medida que a estrela secundária orbita, ela cria um fluxo previsível de massa em sua direção.
- Movimento convectivo: Os movimentos caóticos e aleatórios dentro do envelope da estrela gigante introduzem variações.
Essas duas forças juntas fazem com que os jatos lançados da estrela secundária não apontem em uma única direção fixa. Em vez disso, seus caminhos podem mudar, levando os jatos a balançarem em torno da direção esperada com base no movimento orbital.
Como Jatos Balançantes Afetam a Aglutinação de Massa
O balanço dos jatos afeta como a massa é puxada para a estrela secundária. Normalmente, os jatos ajudam a limpar espaço ao redor da estrela, facilitando a aglutinação de massa. No entanto, quando os jatos balançam, eles podem criar áreas imprevisíveis de pressão e densidade que mudam como a massa é puxada. Isso introduz um nível de complexidade ao comportamento dos jatos e à massa que a estrela companheira adquire.
Impactos nas Nebulosas Ejetadas
A maneira como os jatos se movem pode influenciar significativamente a estrutura do material ejetado do sistema. Se os jatos são estáveis e direcionados, eles podem criar estruturas bem definidas, como bolhas distribuídas uniformemente. Por outro lado, jatos balançantes espalham e comprimem o material de formas imprevisíveis, o que pode levar à formação de arcos e filamentos na nebulosa ao redor do sistema estelar.
O Mecanismo de Retroalimentação
A relação entre os jatos e o processo de aglutinação cria um mecanismo de retroalimentação. Isso significa que os jatos podem influenciar a quantidade de massa sendo puxada para a estrela secundária enquanto também mudam a forma e a estrutura do ambiente ao seu redor. Jatos fortes podem remover quantidades significativas de gás, enquanto jatos fracos ou erráticos podem ter dificuldade em fazer um impacto notável.
Observações e Previsões
Os astrônomos estão começando a ver pistas sobre esses processos no Universo. Por exemplo, certas nebulosas planetárias parecem ter arcos e filamentos que poderiam ser explicados pelas ações de jatos balançantes durante a evolução de envelope comum. Entender esse comportamento permite que os cientistas façam previsões melhores sobre os ciclos de vida das estrelas e suas interações com companheiras.
Insights Teóricos a Partir de Simulações
Astrofísicos usam simulações para modelar os comportamentos das estrelas e os jatos que elas produzem. Essas simulações ajudam os pesquisadores a visualizar as interações complexas durante a evolução de envelope comum e fornecem insights sobre como os jatos balançantes operam. Ao ajustar parâmetros como a massa das estrelas e suas distâncias, os cientistas podem observar diferentes resultados, aprimorando seu entendimento desses processos.
Conclusão
A exploração dos jatos balançantes na evolução estelar contribui para uma compreensão mais ampla de como as estrelas vivem e interagem. As interações de uma estrela secundária com o envelope de uma estrela gigante trazem à tona muitos fenômenos intrigantes, incluindo o balanço dos jatos. Esses jatos não apenas desempenham um papel significativo na aglutinação de massa, mas também moldam o material ejetado no espaço, criando estruturas diversas no cosmos. Entender o comportamento desses jatos abre portas para novas descobertas em astrofísica, e o estudo contínuo revelará mais sobre a vida e a morte das estrelas.
Título: Wobbling jets in common envelope evolution
Resumo: We find that the convective motion in the envelopes of red supergiant (RSG) stars supplies a non-negligible stochastic angular momentum to the mass that a secondary star accretes in a common envelope evolution (CEE), such that jets that the secondary star launches wobble. The orbital motion of the secondary star in a CEE and the density gradient in the envelope impose a non-zero angular momentum to the accreted mass with a constant direction parallel to the orbital angular momentum. From one-dimensional stellar evolution simulations with the numerical code \textsc{mesa} we find that the stochastic convection motion in the envelope of RSG stars adds a stochastic angular momentum component with an amplitude that is about 0.1-1 times that of the constant component due to the orbital motion. We mimic a CEE of the RSG star by removing envelope mass at a high rate and by depositing energy into its envelope. The stochastic angular momentum implies that the accretion disk around the secondary star (which we do not simulate), and therefore the jets that it launches, wobble with angles of up to tens of degrees with respect to the orbital angular momentum axis. This wobbling makes it harder for jets to break out from the envelope and can shape small bubbles in the ejecta that compress filaments that appear as arcs in the ejected nebula, i.e., in planetary nebulae when the giant is an asymptotic giant branch star.
Autores: Noam Dori, Ealeal Bear, Noam Soker
Última atualização: 2023-08-05 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.03618
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.03618
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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