p Um estudo mostra que as estrelas mais massivas nos últimos estágios de suas vidas são aquelas que contaminam o meio interestelar com novos elementos químicos, dando origem a sucessivas gerações de estrelas nesses 'fósseis astronômicos'. p Os aglomerados globulares são enxames de cerca de um milhão de estrelas unidas por seu campo gravitacional e distribuídas aproximadamente esféricas, que se formou a partir de uma única nuvem de gás interestelar e poeira. Como suas idades são próximas às do próprio universo, são considerados verdadeiros "fósseis astronômicos" porque retêm informações sobre a composição química e a evolução das galáxias desde a época de sua origem. Neste aglomerado, estrelas de diferentes tamanhos são formadas, e observando as estrelas mais massivas que ainda sobrevivem, podemos calcular a idade do aglomerado. No entanto, há cerca de vinte anos, sabemos que existem diferentes gerações de estrelas em um único aglomerado. E a origem dessas gerações sucessivas não era clara até agora.

p O jornal profissional The Astrophysical Journal Letters está publicando hoje um estudo de uma equipe internacional, em que o Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) tem participado, que resolve este mistério sobre a formação e evolução dos aglomerados globulares no universo inicial. De acordo com este estudo, a chave está no mais maciço, estrelas evoluídas AGB (ramo gigante assintótico). Esta é a primeira evidência de que essas estrelas desempenham um papel fundamental na contaminação do meio interestelar, a partir da qual gerações sucessivas de estrelas se formaram.

p Paolo Ventura, astrônomo do Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e primeiro autor do artigo, mencionou a importância das estrelas do AGB durante sua recente estada no IAC como pesquisador visitante de Severo Ochoa, durante o qual eles estavam trabalhando no estudo publicado hoje. "Até agora", explica Aníbal García-Hernández, pesquisador do IAC e segundo autor do artigo, "vários tipos diferentes de estrelas foram preparados como candidatos:estrelas supermassivas, estrelas massivas em rotação rápida, binários de interação massiva, e estrelas AGB massivas. Esta pesquisa fecha o debate sobre quais estrelas causam esse processo, e resolve uma das incógnitas pendentes na formação e evolução dos aglomerados globulares ", ele conclui.

p "O próximo passo", explica Flavia Dell'Agli, que recentemente ingressou no IAC como pesquisador de pós-doutorado, e quem é o terceiro autor do artigo, "será a análise sistemática de todos os aglomerados globulares do hemisfério norte já observados no projeto APOGEE, bem como o grande número desses sistemas que serão observados, começando na próxima primavera, no hemisfério sul em APOGEE-2 ".

p O papel das estrelas do AGB

p Historicamente, aglomerados globulares têm sido usados ​​como laboratórios para estudar a evolução estelar, porque se pensava que todas as estrelas de um aglomerado globular se formaram ao mesmo tempo e, portanto, têm a mesma idade. No entanto, há algumas décadas, sabe-se que quase todos os aglomerados globulares contêm várias populações estelares. Na primeira geração, as abundâncias químicas, por exemplo, aqueles de elementos como alumínio e magnésio, mostram a composição do meio interestelar original (ou intra-cluster). No curto espaço de tempo (astronomicamente) de apenas 500 milhões de anos, o meio é contaminado e a partir desse meio forma-se a segunda geração de estrelas. Os pesquisadores pensam que algumas das estrelas mais massivas da primeira geração produzem e destroem os elementos pesados ​​em seus interiores ("nucleossíntese") e, pela rápida perda de massa, contaminam o meio interestelar onde a segunda geração de estrelas se forma com diferentes abundâncias químicas. Mas quais estrelas são responsáveis ​​por esse fenômeno?

p Os pesquisadores suspeitaram das estrelas AGB (ramo gigante assintótico) mais massivas, que têm entre quatro e oito vezes a massa do Sol, e agora este estudo corroborou a suspeita. Para isso, eles usaram observações das abundâncias de magnésio e alumínio observadas pela colaboração internacional Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III) e pesquisa específica APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) combinada com modelos teóricos de nucleossíntese em estrelas AGB. Eles foram capazes de reproduzir pela primeira vez a anticorrelação (uma relação em que quando uma quantidade cresce a outra diminui) entre os dois elementos em cinco aglomerados globulares com metalidades muito diferentes (quantidades globais de metais).

p A produção de alumínio e a destruição do magnésio no interior das estrelas é muito sensível à sua temperatura e metalicidade geral, portanto, eles oferecem um bom diagnóstico para desvendar a natureza das estrelas contaminantes. Quanto mais alta a temperatura na zona de origem desses elementos, a base da zona de convecção dentro da estrela, quanto mais alumínio é produzido e mais magnésio é destruído. Sabe-se também que a temperatura nesta zona aumenta quando a quantidade total de metais na estrela diminui. Em estrelas AGB massivas, diferentes tipos dessas anticorrelações são esperados:em metalicidade muito baixa, esperamos mais alumínio e mais destruição de magnésio, e em maior metalicidade, exatamente o oposto. Essas variações nas anticorrelações são exatamente o que se observa nos aglomerados globulares, e concorda muito bem com as previsões teóricas para estrelas AGB massivas, que produzem esses elementos em seus interiores, e então ejetá-los durante uma fase de perda de massa extremamente rápida.