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Um objeto avistado com a ajuda de cientistas cidadãos estava a mover-se tão rapidamente através da Via Láctea que poderia ter escapado à gravidade da galáxia e alcançado o espaço intergaláctico, descobriu uma nova investigação.
Este objeto é provavelmente uma estrela vermelha fraca e viajava a 1,3 milhões de milhas por hora (600 quilômetros por segundo). Em comparação, o Sol orbita a Via Láctea a 450.000 milhas por hora (200 quilômetros por segundo).
Se confirmado, este objeto será a primeira estrela conhecida de baixa massa e alta velocidade, de acordo com uma equipa de astrónomos e cientistas cidadãos cujo estudo foi aceite para publicação no Cartas de diários astrofísicos.
Roman Gerasimov, coautor do estudo e pós-doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Notre Dame, disse que o número de estrelas de baixa massa é muito maior do que o de estrelas de alta massa porque a formação de estrelas favorece objetos de baixa massa e estrelas com maior massa têm vidas mais curtas. Mas as estrelas de baixa massa são mais difíceis de detectar porque são mais frias e menos luminosas.
Estrelas de alta velocidade, as primeiras Sua existência foi postulada em 1988 Disse que estes fósseis, descobertos em 2005, já são extremamente raros, o que torna esta nova descoberta “particularmente emocionante”.
Voluntários participam de um projeto chamado Mundos de quintal: Planeta 9 A estrela foi descoberta pela primeira vez, chamada CWISE J124909.08+362116.0, ou J1249+36, abreviadamente. Os pesquisadores que participam do projeto buscam encontrar evidências da existência de objetos não descobertos ou de um grande mundo virtual, chamado Planeta Nove, no “quintal do sistema solar” além de Netuno.
Os participantes do Backyard Worlds procuram padrões e anomalias em imagens e dados coletados pela missão Wide-field Infrared Survey Explorer da NASA, que mapeou o céu usando luz infravermelha de 2009 a 2011. (A agência espacial redesignou a missão como Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer em 2013 para observar asteróides e cometas próximos à Terra antes de desligar completamente em 8 de agosto).
A estrela J1249+36 destacou-se para os cientistas cidadãos que analisaram os dados há alguns anos porque a estrela se movia a cerca de 0,1% da velocidade da luz, segundo os autores do estudo.
“Não consigo descrever o nível de entusiasmo. Quando vi pela primeira vez a rapidez com que se movia, fiquei convencido de que já devia ter sido relatado”, disse o co-autor do estudo Martin Kabatnik, um cientista cidadão de Nuremberg, Alemanha, em um comunicado. .
Observações subsequentes através de vários telescópios ajudaram a focar no objeto e a confirmar a descoberta.
“Foi aqui que a fonte se tornou muito interessante, pois a sua velocidade e trajetória mostraram que se movia suficientemente rápido para escapar da Via Láctea”, disse Adam Burgasser, principal autor do estudo e professor de astronomia e astrofísica na UC San Diego. em um comunicado.
Inicialmente, a baixa massa da estrela dificultou a sua classificação, levando os astrónomos a questionarem-se se se tratava de uma estrela de baixa massa ou de uma anã castanha, um corpo celeste que não é propriamente uma estrela ou planeta.
As anãs marrons são mais massivas que os planetas, mas não tão grandes quanto as estrelas, e os cientistas cidadãos que trabalham no Backyard Worlds Project descobriram mais de 4.000 delas.
Mas nenhuma dessas anãs marrons estava acelerando em um caminho que as levaria para fora da galáxia como… Estrelas de hipervelocidade ‘em fuga’ Foi observado por astrônomos nas últimas duas décadas.
Os astrônomos observaram J1249+36 usando telescópios terrestres, incluindo o Observatório WM Keck em Mauna Kea, no Havaí, e o telescópio Pan-STARRS do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, no vulcão Haleakala, em Maui.
Dados do espectrômetro infravermelho próximo do Observatório Keck indicam que a estrela era uma estrela subanã de classe L, ou uma estrela com massa muito menor e temperatura mais fria que a do Sol. As estrelas subanãs frias são as estrelas mais antigas da galáxia.
Os dados do telescópio refletem que a estrela potencial tem uma concentração menor de metais, como o ferro, em comparação com outras estrelas ou anãs marrons.
Ao combinar dados de vários telescópios, os astrónomos determinaram a posição e a velocidade da estrela no espaço, permitindo-lhes prever que em algum momento emergiria da Via Láctea.
Mas permanecem questões sobre a verdadeira natureza deste ser.
“Calculei a massa deste objeto e descobri que ele é equivalente a cerca de 8% da massa do Sol, comparando suas propriedades observadas com simulações de computador da evolução estelar”, disse Gerasimov. “Isso coloca este objeto no mínimo permitido estelar. massa, e é realmente possível que a massa do objeto seja um pouco menor.” “A partir deste ponto, o que significa que o objeto não é uma estrela, mas uma anã marrom.”
Os autores do estudo dizem que descobrir mais detalhes sobre este objeto pode ajudar os astrônomos a determinar se ele representa um grupo mais amplo de objetos de alta velocidade e baixa massa que sofreram acelerações extremas.
Compreender sua natureza exata também pode ajudá-los a determinar quando ele deixará a galáxia. Anteriormente, os astrônomos avistaram um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea dando um impulso rápido a uma estrela que deixará a galáxia para sempre em cerca de 100 milhões de anos.
Os pesquisadores acreditam que há dois cenários possíveis que colocam o J1249+36 em seu caminho acelerado.
A equipe de estudo disse que a estrela provavelmente será companheira de uma estrela anã branca, que é o núcleo remanescente de uma estrela morta que expeliu gases que servem como combustível nuclear. Nestes pares estelares, se as duas estrelas estiverem próximas, a anã branca afastará massa da sua companheira e criará uma explosão chamada nova. Quando uma anã branca acumula muita massa, ela entra em colapso e explode em uma supernova.
“Neste tipo de supernova, a anã branca é completamente destruída, então sua companheira é liberada e voa para longe na mesma velocidade orbital em que se movia originalmente, além de um pequeno impulso da explosão da supernova também”, disse Burgasser. “Os nossos cálculos mostram que este cenário funciona. No entanto, a anã branca já não existe e os restos da explosão, que provavelmente ocorreu há vários milhões de anos, já se dissiparam, por isso não temos provas conclusivas de que esta seja a sua origem.”
Outra possibilidade é que J1249+36 estivesse localizado num aglomerado globular, ou num grupo de estrelas estreitamente esféricas. Os astrônomos esperam a presença de buracos negros de diferentes massas no centro de tais aglomerados. Os buracos negros podem formar pares binários que podem ejetar qualquer estrela que se aproxime demais deles.
“Quando uma estrela encontra um buraco negro binário, a dinâmica complexa desta tripla interação pode expulsar essa estrela do aglomerado globular”, disse Kyle Kramer, coautor do estudo e professor assistente do Departamento de Astronomia e Astrofísica da UC San Diego. disse em um comunicado.
Kramer realizou simulações e descobriu que as interações entre três objetos poderiam tirar uma estrela anã de baixa massa de um aglomerado e colocá-la em um caminho semelhante ao de J1249+36.
“Isso prova o conceito, mas não sabemos realmente a qual aglomerado globular esta estrela pertence”, disse Kramer.
O que interessa a Gerasimov é a ideia de que o objeto foi ejetado de um aglomerado globular porque tais aglomerados contêm estrelas com mais de 13 bilhões de anos.
“A composição química e distribuição de massas estelares em aglomerados globulares refletem os primeiros passos na formação e evolução da nossa galáxia. No entanto, quase tudo o que sabemos sobre aglomerados globulares vem de estudos de seus membros de maior massa porque estrelas de baixa massa e marrons anãs são difíceis de observar”, disse ele.
O Telescópio Espacial James Webb permitiu recentemente aos astrônomos identificar as primeiras anãs marrons em um aglomerado globular, que têm massa semelhante à do objeto. Mas os exemplos até agora são muito poucos para alcançar uma compreensão mais ampla.
“No entanto, a presença desta estrela de hipervelocidade, se for de facto um antigo membro de um aglomerado globular, abre uma nova forma de estudar membros do aglomerado de baixa massa, procurando aqueles que foram ejetados e estão viajando em alta velocidade através vizinhança do Sol”, disse Gerasimov. “Como conseguimos encontrar um exemplo, é provável que haja mais exemplos a serem descobertos no futuro.”
Traçar o caminho que J1249+36 percorreu até agora na direção oposta poderia levar à descoberta de uma parte lotada do céu noturno onde aglomerados não descobertos estão esperando para serem descobertos, disseram os pesquisadores.
Agora, os cientistas esperam aprender mais pistas da composição elementar da estrela, o que poderia ajudar a explicar como ela acabou se afastando da Via Láctea.
Quando as anãs brancas explodem, elas criam elementos pesados que podem ser encontrados em torno de J1249+36. Da mesma forma, as estrelas em aglomerados globulares em toda a Via Láctea possuem padrões distintos de elementos que servem como um cartão de identificação com suas origens.
“Estamos basicamente procurando uma assinatura química que possa identificar a qual sistema esta estrela pertence”, disse Gerasimov.
