Ao aproveitar as capacidades do telescópio Gemini South de 8,1 metros no Chile, que faz parte do Observatório Internacional Gemini operado pelo NOIRLab da NSF, os astrônomos obtiveram a imagem mais nítida já feita da estrela R136a1, a estrela mais massiva conhecida no universo. Sua pesquisa, liderada pelo astrônomo do NOIRLab Venu M. Kalari, desafia nossa compreensão das estrelas mais massivas e sugere que elas podem não ser tão massivas quanto se pensava anteriormente.
Os astrônomos ainda precisam entender completamente como as estrelas mais massivas – aquelas com mais de 100 vezes a massa do sol – são formadas. Uma peça particularmente desafiadora desse quebra-cabeça é obter observações desses gigantes, que normalmente habitam os corações densamente povoados de aglomerados estelares envoltos em poeira. Estrelas gigantes também vivem rápido e morrem jovens, queimando suas reservas de combustível em apenas alguns milhões de anos. Em comparação, nosso sol está a menos da metade de sua vida útil de 10 bilhões de anos. A combinação de estrelas densamente compactadas, tempos de vida relativamente curtos e vastas distâncias astronômicas tornam a distinção de estrelas massivas individuais em aglomerados um desafio técnico assustador.

Ao aumentar as capacidades do instrumento Zorro no telescópio Gemini South do Observatório Internacional Gemini, operado pelo NOIRLab da NSF, os astrônomos obtiveram a imagem mais nítida de R136a1 - a estrela mais massiva conhecida. Esta estrela colossal é um membro do aglomerado de estrelas R136, que fica a cerca de 160.000 anos-luz da Terra, no centro da Nebulosa da Tarântula na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã companheira da Via Láctea.

Observações anteriores sugeriram que R136a1 tinha uma massa entre 250 a 320 vezes a massa do sol. As novas observações do Zorro, no entanto, indicam que esta estrela gigante pode ter apenas 170 a 230 vezes a massa do sol. Mesmo com essa estimativa mais baixa, R136a1 ainda se qualifica como a estrela mais massiva conhecida.

Os astrônomos são capazes de estimar a massa de uma estrela comparando seu brilho e temperatura observados com previsões teóricas. A imagem mais nítida do Zorro permitiu que o astrônomo do NOIRLab da NSF Venu M. Kalari e seus colegas separassem com mais precisão o brilho de R136a1 de seus companheiros estelares próximos, o que levou a uma estimativa mais baixa de seu brilho e, portanto, de sua massa.

"Nossos resultados nos mostram que a estrela mais massiva que conhecemos atualmente não é tão massiva quanto pensávamos anteriormente", explicou Kalari, principal autor do artigo publicado no The Astrophysical Journal . “Isso sugere que o limite superior das massas estelares também pode ser menor do que se pensava anteriormente”.

Este resultado também tem implicações para a origem de elementos mais pesados ​​que o hélio no universo. Esses elementos são criados durante a morte explosiva cataclísmica de estrelas com mais de 150 vezes a massa do Sol em eventos que os astrônomos chamam de supernovas de instabilidade de pares. Se R136a1 for menos massivo do que se pensava anteriormente, o mesmo pode ser verdade para outras estrelas massivas e, consequentemente, as supernovas de instabilidade de pares podem ser mais raras do que o esperado.

O aglomerado estelar que hospeda R136a1 foi observado anteriormente por astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e uma variedade de telescópios terrestres, mas nenhum desses telescópios conseguiu obter imagens nítidas o suficiente para identificar todos os membros estelares individuais do aglomerado próximo. .

O instrumento Zorro da Gemini South foi capaz de superar a resolução de observações anteriores usando uma técnica conhecida como imagem speckle, que permite que os telescópios terrestres superem grande parte do efeito de desfoque da atmosfera da Terra. Ao tirar muitos milhares de imagens de curta exposição de um objeto brilhante e processar cuidadosamente os dados, é possível cancelar quase todo esse desfoque. Essa abordagem, bem como o uso de óptica adaptativa, pode aumentar drasticamente a resolução de telescópios terrestres, como mostrado pelas novas observações nítidas do Zorro de R136a1 da equipe.

"Este resultado mostra que, nas condições certas, um telescópio de 8,1 metros levado ao limite pode rivalizar não apenas com o Telescópio Espacial Hubble quando se trata de resolução angular, mas também com o Telescópio Espacial James Webb", comentou Ricardo Salinas, coautor deste artigo e o cientista de instrumentos do Zorro. “Esta observação ultrapassa os limites do que é considerado possível usando imagens de manchas”.

"Começamos este trabalho como uma observação exploratória para ver quão bem Zorro poderia observar esse tipo de objeto", disse Kalari. "Enquanto pedimos cautela ao interpretar nossos resultados, nossas observações indicam que as estrelas mais massivas podem não ser tão massivas quanto se pensava."

Zorro e seu instrumento gêmeo 'Alopeke são imagens idênticas montadas nos telescópios Gemini Sul e Gemini Norte, respectivamente. Seus nomes são as palavras havaianas e espanholas para "raposa" e representam as respectivas localizações dos telescópios em Maunakea, no Havaí, e em Cerro Pachón, no Chile. Esses instrumentos fazem parte do Programa de Instrumentos Visitantes do Observatório Gemini, que possibilita novas ciências ao acomodar instrumentos inovadores e possibilitar pesquisas interessantes. Steve B. Howell, atual presidente do Gemini Observatory Board e pesquisador sênior do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Mountain View, Califórnia, é o principal investigador de ambos os instrumentos.

"Gemini South continua a aprimorar nossa compreensão do universo, transformando a astronomia como a conhecemos. Esta descoberta é mais um exemplo das façanhas científicas que podemos realizar quando combinamos colaboração internacional, infraestrutura de classe mundial e uma equipe estelar", disse Oficial do Programa NSF Gemini, Martin Still. + Explorar mais

Astrônomos obtêm novas imagens de R136, a estrela mais massiva já encontrada