Pesquisadores propõem novo modelo de formação para enormes subanãs quentes

Construindo o modelo evolutivo do SMSS J1920. A massa inicial do progenitor é 1,8 M_⊙ com Z =0,001. A massa do sdO/B produzido é 0,553 M_⊙ , com uma massa de envelope de 0,003 M_⊙ e massa central de CO de 0,50 M_⊙ . Os círculos vermelhos são para SMSS J1920. Os intervalos de tempo entre sinais de mais adjacentes são 10⁴ ano. Crédito:The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2206

Em um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal Li Zhenwei e seus colaboradores dos Observatórios de Yunnan da Academia Chinesa de Ciências (CAS), e o Dr. Zhang Yangyang da Universidade Normal de Zhoukou, propuseram um novo modelo de formação para subanãs quentes massivas, oferecendo explicações para um subconjunto de hélio- ricas subanãs quentes observadas no cosmos.

Subanãs quentes são um tipo de estrela de ramo horizontal extremo. Algumas dessas estrelas, descobertas em binários próximos, são consideradas fontes potenciais de ondas gravitacionais (GW) para futuros detectores de GW espaciais. As peculiaridades químicas distintas, particularmente a abundância de hélio (He) em suas superfícies, servem como ferramentas valiosas para a compreensão da formação e evolução desses corpos celestes.

As subanãs quentes são geralmente formadas através de interações binárias com a ignição do núcleo He quando o doador inicia a transferência de massa perto da ponta do ramo gigante vermelho (RGB). Este cenário é conhecido como canal RGB. No entanto, a recente descoberta da estrela SMSS J1920, o terceiro binário conhecido que consiste em uma estrela subdwaf quente e uma anã branca em acreção, está em contradição com o canal RGB.

As fortes linhas Ca H e K com um desvio para o azul sugerem que o binário provavelmente se originou da recente ejeção do envelope comum (uma idade de ejeção de aproximadamente 10.000 anos). Em contraste, para subanãs quentes produzidas a partir do canal RGB, o tempo desde a ejeção do envelope comum até o estado atual abrange várias dezenas de milhões de anos.

Para explicar a formação do SMSS J1920, os pesquisadores propuseram uma nova rota em direção às subanãs quentes. Isto envolve uma subanã quente produzida a partir do processo de ejeção do envelope comum com uma estrela de ramo gigante assintótico (AGB), denominada canal AGB. Ao contrário da subanã quente de uma estrela RGB, uma subanã quente de uma estrela AGB contém um grande núcleo de carbono e oxigênio (CO), conchas que queimam hélio e um envelope de hidrogênio.

Utilizando código de evolução estelar de última geração, os pesquisadores construíram os modelos evolutivos das subanãs quentes do canal AGB. Os resultados simulados podem explicar a maioria dos parâmetros importantes observados do SMSS J1920, como a idade evolutiva, a massa subanã quente, a temperatura efetiva e a gravidade superficial.

O canal AGB pode explicar não apenas o SMSS J1920, mas também alguns subanões quentes especiais observados. O canal AGB poderia produzir subanãs quentes com massas superiores a 0,48 vezes a massa do Sol. No canal RGB, entretanto, a maioria das subanãs quentes tinha massas inferiores a 0,48 vezes a massa do Sol. Isto sugeriu que uma parte das enormes subanãs quentes pode originar-se do canal AGB.

Além disso, os investigadores descobriram que as subanãs quentes do canal AGB geralmente exibem elevadas abundâncias de hélio (He), o que pode ser atribuído à queima parcial de hidrogénio no envelope. Portanto, as subanãs quentes do canal AGB podem explicar naturalmente uma parte das subanãs quentes ricas em He observadas no cosmos.

Mais informações: Zhenwei Li et al, Uma nova rota para subanãs quentes massivas:ejeção de envelope comum de estrelas ramificadas gigantes assintóticas, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad2206
Informações do diário: Jornal Astrofísico

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