As estrelas mais próximas do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea não têm companheiras estelares.
As órbitas de estrelas S em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea, todas as quais não têm companheiras. Créditos: GCOI/Observatório W. M. Keck
Usando o Observatório W. M. Keck em Maunakea, Ilha do Havaí, Devin Chu, astrônomo da UCLA Galactic Center Orbits Initiative, liderou uma pesquisa de 10 anos que encontrou as solitárias ‘estrelas S’. O ‘S’ vem da primeira letra de Sagitário A*, o nome do buraco negro supermassivo que reside no núcleo da nossa galáxia.
O resultado é surpreendente, dado que a equipe de Chu incluiu estrelas jovens e massivas da sequência principal com apenas cerca de seis milhões de anos. Normalmente, estrelas nesta idade, as quais são 10 vezes mais massivas que o nosso Sol, vivem seus anos de ‘infância’ emparelhadas com uma gêmea em um sistema binário, ou às vezes até como trigêmeas.
Devin Chu, principal autor do estudo, afirmou:
Esta descoberta fala sobre o ambiente incrivelmente interessante do Centro Galáctico. É provável que a poderosa influência do buraco negro supermassivo faça com que os sistemas estelares binários se fundam ou sejam interrompidos, onde uma estrela companheira é expulsa da região. Isso pode explicar por que não vemos estrelas com parceiros tão próximos de Sagitário A*. Devin Chu
A pesquisa de uma década marca a primeira busca sistemática de sistemas binários dentro do aglomerado de Estrelas S.
Usando o sistema de óptica adaptativa [2] do Observatório Keck emparelhado com seu espectrógrafo de imagem infravermelha com supressão de OH (OSIRIS) [1], Chu e equipe rastrearam os movimentos de 28 estrelas S, 16 das quais são estrelas jovens do tipo B [3] da sequência principal e as restantes são estrelas gigantes do tipo M e do tipo K de baixa massa.
A ótica adaptativa de Keck e o OSIRIS foram cruciais para fornecer a visão infravermelha de que precisávamos para espiar através da poeira do Centro Galáctico, e poder distinguir as estrelas S individuais nesta região muito populosa. Devin Chu
Eles não apenas encontraram as estrelas S voando sozinhas, mas também foram capazes de calcular o limite de quantas dessas estrelas S poderiam existir como binárias, uma métrica conhecida como fração binária. Eles descobriram que o limite da fração binária da jovem estrela S é de 47%, o que significa que para cada 100 estrelas S, no máximo 47 delas podem estar em sistemas binários. Esse limite é drasticamente menor do que o esperado para tipos semelhantes de estrelas jovens na vizinhança solar da Terra, que têm uma fração binária de 70%.
A descoberta sugere que estrelas com companheiros têm dificuldade em permanecer juntas no ambiente extremo do buraco negro supermassivo da Via Láctea.
A descoberta aumenta a natureza já exótica das estrelas S, cujo nascimento permanece um mistério. As forças de maré de um buraco negro normalmente interrompem a formação estelar tradicional, levantando questões sobre como as estrelas S conseguiram se desenvolver dentro do perigoso redemoinho cósmico que o buraco negro supermassivo Sagitário A* gera.
Estou muito grato por ter a oportunidade de estudar essas estrelas bizarras e fascinantes da minha ilha natal. Alguns dos dados usados para esta pesquisa foram coletados enquanto eu era estudante na escola secundária / ensino médio de Hilo! É incrivelmente gratificante poder conduzir uma ciência inovadora ao voltar para casa no Havaí. Devin Chu
Notas
[1] OSIRIS
O OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) é um dos “espectrógrafos de campo integral” do W. M. Keck Observatory. O instrumento funciona por trás do sistema de óptica adaptativa e usa uma série de lentes para amostrar um pequeno pedaço retangular do céu em resoluções que se aproximam do limite de difração do Telescópio Keck de 10 metros. OSIRIS registra um espectro infravermelho em cada ponto dentro do patch em uma única exposição, aumentando muito sua eficiência e precisão ao observar objetos pequenos, como galáxias distantes. É usado para caracterizar a dinâmica e a composição dos estágios iniciais da formação de galáxias. O suporte para essa tecnologia foi generosamente fornecido pela Heising-Simons Foundation e pela National Science Foundation.
[2] ÓTICA ADAPTATIVA
O Observatório W. M. Keck é um líder distinto no campo da óptica adaptativa (AO), uma tecnologia inovadora que remove as distorções causadas pela turbulência na atmosfera da Terra. O Observatório Keck foi pioneiro no uso astronômico da estrela guia natural (NGS) e da óptica adaptativa da estrela guia a laser (LGS AO); os sistemas atuais fornecem imagens três a quatro vezes mais nítidas do que o Telescópio Espacial Hubble em comprimentos de onda infravermelhos próximos. AO obteve imagens de quatro planetas massivos orbitando a estrela HR8799, mediu a massa do buraco negro gigante no centro de nossa Via Láctea, descobriu novas supernovas em galáxias distantes e identificou as estrelas específicas que foram seus progenitores. O suporte para essa tecnologia foi generosamente fornecido pela Gordon and Betty Moore Foundation, Mt. Cuba Astronomical Foundation, NASA, NSF e W. M. Keck Foundation.
[3] Estrela Tipo B
Uma estrela de sequência principal do tipo B (B V) é uma estrela de sequência principal (queima de hidrogênio) de tipo espectral B e classe de luminosidade V. Essas estrelas têm de 2 a 16 vezes a massa do Sol e temperaturas de superfície entre 10.000 e 30.000 K. As estrelas do tipo B são raras, extremamente luminosas e azuis. Seus espectros têm fortes linhas de absorção de hélio neutro, que são mais proeminentes na subclasse B2, e linhas de hidrogênio moderadamente fortes. Exemplos incluem Regulus e Algol A.
Artigo Científico
The Astrophysical Journal: Evidence of a Decreased Binary Fraction for Massive Stars within 20 milliparsecs of the Supermassive Black Hole at the Galactic Center
Fonte
Keck: A Strange, Solitary Life For Young Stars At The Milky Way’s Center
._._.
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