p Olhe para o céu em uma noite clara, e você verá muitas estrelas. Às vezes, eles parecem quase dentro do alcance ou pelo menos a uma curta viagem de foguete. Mas a estrela mais próxima da Terra - sem contar o nosso sol - está a mais de quatro anos-luz de distância, a uma distância de 25 trilhões de milhas. p Existem mais de 100 bilhões de estrelas em nossa Via Láctea, e, embora tenhamos aprendido muito sobre eles, há relativamente poucos cujo tamanho foi medido diretamente porque estão muito distantes. O tamanho de uma estrela é uma informação chave que desvenda muitos outros mistérios sobre ela. Vários métodos têm sido usados ​​para medir o tamanho das estrelas, no entanto, cada um tem suas limitações.

p Mas agora uma equipe internacional, incluindo pesquisadores da Universidade de Delaware, descobriu uma nova maneira de determinar o tamanho das estrelas. Seu método baseia-se nas capacidades exclusivas do Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) no Observatório Fred Lawrence Whipple no Arizona - e asteróides que passam no lugar e na hora certos.

p Usando a técnica, uma colaboração de 23 universidades e institutos de pesquisa, liderado por Tarek Hassan do Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) e Michael Daniel do Observatório Astrofísico Smithsonian, revelou os diâmetros de uma estrela gigante 2, 674 anos-luz de distância, e uma estrela semelhante ao sol a uma distância de 700 anos-luz - a menor estrela medida no céu noturno até hoje. A pesquisa foi relatada na segunda-feira, 15 de abril no jornal Astronomia da Natureza .

p Medindo uma estrela

p "Saber o tamanho de uma estrela é de grande importância, "disse Jamie Holder, professor associado do Departamento de Física e Astronomia da UD e co-autor do estudo. "O quão grande e quente é uma estrela diz a você como ela nasceu, quanto tempo vai brilhar, e como ele acabará morrendo. "

p No entanto, quase todas as estrelas no céu estão longe demais para serem medidas com precisão até mesmo pelos melhores telescópios ópticos.

p "Você simplesmente não consegue resolver a imagem pontual de uma estrela, "Holder disse." Vai parecer confuso pelo seu telescópio. "

p Para superar essa limitação, os cientistas usam um fenômeno óptico chamado difração para medir o diâmetro de uma estrela. Quando um objeto passa na frente de uma estrela, um evento chamado de "ocultação, "a sombra e o padrão circundante das ondas de luz podem ser usados ​​para calcular o tamanho da estrela.

p Neste estudo piloto, o objeto que passava na frente da estrela era um asteróide - um pouco de entulho espacial provavelmente remanescente de quando os planetas se formaram há cerca de 4,6 bilhões de anos.

p Asteróides viajam a uma velocidade média de 15 milhas por segundo, o que aumentou o desafio da equipe. Normalmente, os telescópios VERITAS observam a mancha azulada tênue que as partículas cósmicas de alta energia e os raios gama produzem quando correm pela atmosfera da Terra. Embora os telescópios não produzam as melhores imagens ópticas, eles são extremamente sensíveis a variações rápidas de luz, incluindo a luz das estrelas, graças à sua enorme superfície espelhada, segmentado em hexágonos como o olho de uma mosca. Holder esteve envolvido na construção e comissionamento dos telescópios em 2006, e todos os módulos sensores de luz para os quatro telescópios foram montados na UD.

p O aluno de doutorado da UD faz observações pioneiras

p Usando os quatro grandes telescópios VERITAS em 22 de fevereiro, 2018, a equipe pôde detectar claramente o padrão de difração da estrela TYC 5517-227-1 conforme o asteróide Imprinetta de 60 quilômetros (37 milhas) passava. O estudante de doutorado da UD, Tyler Williamson, estava lá para a observação.

p "Foi a primeira vez que realizamos esse tipo de medição, portanto, garantimos a nós mesmos bastante tempo para nos prepararmos e seguirmos o procedimento com exatidão, "disse Williamson, que era um dos três cientistas do turno naquela noite. "A própria ocultação leva apenas alguns segundos, mas apontamos o telescópio para a estrela por cerca de 15 minutos ou mais para obter uma estimativa de sua aparência antes e depois do evento. Se você quiser detectar uma sombra, você precisa saber a aparência do objeto sem que nada o bloqueie. "

p Usualmente, quando a tripulação coleta dados, um computador dá a eles uma visão em tempo real do que estão coletando à medida que entra. Mas não havia como eles verem essa ocultação ocorrer. Eles simplesmente tinham que apontar o telescópio e esperar.

p "Ninguém tinha certeza de que a ocultação seria sequer visível de nossa localização em primeiro lugar, "disse ele." A estimativa mais recente que tínhamos durante a noite era que havia cerca de 50 por cento de chance de que a sombra fosse lançada sobre nosso observatório - o asteróide é pequeno, e havia incertezas no tamanho e na trajetória, tornando impossível dizer com certeza onde a sombra cairia. "

p A tripulação pegou os dados, enviei por e-mail para os principais investigadores do projeto, e encerrou a noite.

p "I remember waking up the following afternoon to an email from the PIs with a nice plot showing a clear detection of the shadow, " Williamson said. "We were all very excited, e, as observers, we were quite happy to be a part of the result."

p The VERITAS telescopes allowed the team to take 300 snapshots every second. From these data, the brightness profile of the diffraction pattern could be reconstructed with high accuracy, resulting in an angular, or apparent, diameter of the star of 0.125 milliarcseconds. Together with its distance of 2, 674 light-years, the scientists determined that the star's true diameter is 11 times that of our sun, categorizing it as a red giant star.

p According to Holder, this star is about 200 million times farther away from us than the sun, but it's still well within our Milky Way Galaxy, que é 100, 000 light years across.

p The researchers repeated the feat three months later on May 22, 2018, when asteroid Penelope with a diameter of 88 kilometers occulted the star TYC 278-748-1. The measurements resulted in an angular size of 0.094 milliarcseconds and a true diameter of 2.17 times that of our sun—the smallest star ever measured directly.

p But "small" is relative. "This star is a G dwarf, twice as big as our sun and about 700 times farther away from us than our closest star, " Holder said.

p While the new technique delivers a ten times better resolution than the standard method astronomers have been using, based on lunar occultation, and is twice as sharp as size measurements using interferometric techniques, Holder said the team is working to refine it for even greater accuracy.

p "Asteroids pass by Earth every day, " Holder said. "VERITAS is gearing up to increase its observations and extend its observation range, building data on a whole new population of stars."