Os astrônomos estão relatando uma estrela rara tão grande - ou maior - que o sol da Terra que está se expandindo e se contraindo em um padrão único em três direções diferentes.

A estrela é aquela que pulsa e, portanto, é caracterizada por brilho variável ao longo do tempo. Ele está situado 7, 000 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Pégaso, disse o astrônomo Farley Ferrante, um membro da equipe que fez a descoberta na Southern Methodist University, Dallas.

Chamado de estrela variável, esta estrela em particular é uma das sete estrelas conhecidas de seu tipo em nossa galáxia, a Via Láctea.

"Foi um desafio identificá-lo, "Ferrante disse." Esta é a primeira vez que encontramos este tipo raro.

A Via Láctea tem mais de 100 bilhões de estrelas. Mas pouco mais de 400, 900 são catalogados como estrelas variáveis. Daqueles, apenas sete - incluindo a identificada na SMU - são a estrela variável intrínseca rara chamada de modo triplo 'alta amplitude delta Scuti' (pronuncia-se SKOO-tee) ou modo triplo HADS (B), como diminutivo.

"A descoberta deste objeto ajuda a dar corpo às características deste tipo único de estrela variável. Estas e outras medições podem ser usadas para sondar a forma como as pulsações acontecem, "disse Robert Kehoe da SMU, um professor do Departamento de Física que lidera a equipe de astronomia da SMU. "Estrelas pulsantes também têm sido importantes para melhorar nossa compreensão da expansão do universo e suas origens, que é outra peça emocionante deste quebra-cabeça. "

A estrela ainda não tem um nome comum, apenas uma designação oficial baseada no telescópio que o registrou e em suas coordenadas celestes. A estrela pode ser observada através de um telescópio, mas identificá-lo era muito mais complicado.

Um estudante do ensino médio em um programa de astronomia de verão da SMU fez a descoberta inicial ao selecionar dados de observação de estrelas arquivados, registrados pelo pequeno, mas poderoso, telescópio ROTSE-I, anteriormente no Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México.

Após verificação, a estrela foi registrada no Índice Internacional de Estrelas Variáveis ​​como ROTSE1 J232056.45 + 345150.9 pela American Association of Variable Star Observers neste link.

Como no universo foi descoberto?

Os astrofísicos da SMU descobriram a estrela variável analisando a forma da curva de luz, um identificador de chave do tipo estrela. Curvas de luz foram criadas a partir de dados arquivados adquiridos pelo ROTSE-I durante várias noites em setembro de 2000. O telescópio gera imagens de luz óptica a partir de sinais elétricos com base na intensidade da fonte. Os dados que representam a intensidade da luz versus o tempo são plotados em uma escala para criar as curvas de luz.

Derek Hornung, estudante da Plano Senior High School, primeiro descobriu o objeto nos dados ROTSE-I e preparou as curvas de luz iniciais. Das curvas de luz, os astrônomos sabiam que tinham algo especial.

Tornou-se ainda mais desafiador determinar o tipo específico de estrela variável. Então Eric Guzman, graduado em física pela Universidade do Texas em Dallas, quem está entrando no programa de pós-graduação da SMU, resolveu o quebra-cabeça, identificando a estrela como pulsante.

"Os padrões das curvas de luz estão bem estabelecidos, e essas formas padrão correspondem a diferentes tipos de estrelas, "Disse Ferrante." Em um determinado campo do céu noturno sob observação, pode ter havido centenas ou mesmo milhares de estrelas. Portanto, o software que usamos gera uma curva de luz para cada um, por uma noite. Então - e aqui está a parte humana - usamos a capacidade do nosso cérebro de reconhecimento de padrões para encontrar algo que pareça interessante e que tenha uma variação. Isso permite que a variável inicial candidata a estrela seja identificada. De lá, você olha os dados de várias outras noites. Combinamos tudo isso em uma trama, bem como adicionar conjuntos de dados de outros telescópios, e essa é a evidência para discernir que tipo de estrela variável é. "

Isso foi realizado de forma conclusiva durante o processo de arbitragem com o moderador do Variable Star Index.

O trabalho para descobrir e analisar esta rara estrela variável foi realizado em conjunto com análises de oito outros alunos do ensino médio e dois outros alunos de graduação trabalhando em outras variáveis ​​candidatas. Os alunos do ensino médio foram apoiados pelo capítulo da SMU do programa QuarkNet do Departamento de Energia / Fundação Nacional de Ciências.

Aquecimento e resfriamento, expandindo e contraindo

Das estrelas que variam em brilho intrinsecamente, um grande número exibe oscilações surpreendentemente regulares em seu brilho, o que é um sinal de algum fenômeno de pulsação na estrela, Disse Ferrante.

A pulsação resulta da expansão e contração à medida que a estrela envelhece e esgota o combustível de hidrogênio em seu núcleo. À medida que o combustível de hidrogênio queima mais quente, a estrela se expande, então esfria, então a gravidade o encolhe, e a contração o aquece novamente.

"Estou falando de maneira muito geral, porque há muitas nuances, mas há essa luta contínua entre a expansão térmica e a contração gravitacional, "Disse Ferrante." A estrela oscila como uma mola, mas sempre ultrapassa seu equilíbrio, fazendo isso por muitos milhões de anos até que evolua para a próxima fase, onde queima hélio em seu núcleo. E se for sobre o tamanho e a massa do Sol - então a fusão do hélio e o carbono são o estágio final. E quando o hélio se esgota, ficamos com uma brasa morrendo chamada anã branca. "

Dentro da categoria pulsante está uma classe de estrelas chamada delta Scuti, dos quais existem milhares. Eles têm o nome de um protótipo de estrela cujas características - incluindo curtos períodos de pulsação na escala de algumas horas - são típicas de toda a classe.

Dentro delta Scuti é um subtipo do qual centenas foram identificados, chamado delta de alta amplitude Scuti, ou HADS. Seu brilho varia em um grau particularmente grande, registrando mais de 10 por cento de diferença entre seu brilho mínimo e máximo, indicando pulsações maiores.

O delta scuti comum pulsa ao longo do rádio em uma contração uniforme, como se estivesse explodindo um balão. Uma subcategoria menor são os HADS, que mostram curvas pulsantes de tipo assimétrico.

Dentro do HADS, existe o subtipo relativamente raro chamado HADS (B), dos quais existem apenas 114 identificados.

Evolução da estrela - apenas uma questão de tempo

Um HADS (B) se distingue por seus dois modos de oscilação - partes diferentes da estrela se expandindo em taxas diferentes em direções diferentes, mas a proporção desses dois períodos é sempre a mesma.

Para a estrela SMU, dois modos de oscilação não eram imediatamente óbvios em sua curva de luz.

"Mas sabíamos que algo estava acontecendo porque a curva de luz não correspondia bem às curvas de luz conhecidas de outros objetos do delta Scuti e HADS que estudamos. As curvas de luz - quando colocadas uma em cima da outra - apresentavam uma assimetria, "Disse Ferrante." Em última análise, o HADS (B) que descobrimos é ainda mais exclusivo do que isso - é um HADS de modo triplo (B) e antes havia apenas seis identificados na Via Láctea. Portanto, tem três modos de oscilação, todos os três com um período distinto, sobreposição, e acontecendo simultaneamente. "

Tão raro, na verdade, ainda não há um nome para essa nova categoria, nem uma designação de registro separada para ela. Guzman, o estudante pesquisador que analisou e categorizou o objeto, lembrou como o mistério se desenrolou.

“Quando comecei a análise do objeto, tivemos uma ideia inicial de que tipo poderia ser, "Guzman disse." Minha tarefa era pegar os dados e tentar confirmar o tipo, encontrando um segundo período que correspondesse a uma razão de período constante conhecida. Depois de encontrar com sucesso o segundo modo, Percebi um terceiro sinal. Depois de verificar os resultados, Descobri que o terceiro sinal coincidia com o que está previsto para um terceiro modo de pulsação. "

O modo triplo SMU HADS (B) oscila em uma escala de 2,5 horas, portanto, ele se expandirá e se contrairá 10 vezes em um dia terrestre. Ele e os outros seis HADS (B) conhecidos estão na mesma região geral da Via Láctea, dentro de alguns milhares de anos-luz um do outro.

"Tenho certeza de que há mais por aí, "Ferrante disse, "mas eles ainda são raros, uma pequena fração. "

Gigante vermelha a fase final da evolução da estrela

O modo triplo HADS (B) da SMU é instável e está mais avançado em sua evolução estelar do que o nosso sol, que se refere à meia-idade e cujas variações pulsantes ocorrem durante um período de tempo muito mais longo. Temperatura central HADS (B) de modo triplo da SMU, aquecido pela queima de combustível de hidrogênio, é cerca de 15 milhões Kelvin ou 28 milhões de graus Fahrenheit.

Algum dia, milhões de anos a partir de agora, O modo triplo HADS (B) da SMU irá esgotar o combustível de hidrogênio em seu núcleo, e se expandir em uma gigante vermelha.

"Nosso sol pode eventualmente experimentar isso também, - disse Ferrante. - Mas a Terra será inóspita muito antes disso. Não estaremos aqui para ver. "