Astrônomos do Observatório Nacional estudam curioso aglomerado aberto com estrelas de rotação anômala

Estrelas gigantes vermelhas de rotações rápidas e anômalas foram identificadas em um jovem aglomerado estelar aberto por pesquisadores do Observatório Nacional (ON), unidade vinculada ao Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação (MCTI), e de outras instituições nacionais e internacionais.

No trabalho em questão, os astrônomos estudaram o aglomerado estelar aberto NGC 6124, que não havia sido estudado da perspectiva química até agora. Os aglomerados abertos consistem em grupos de estrelas formados a partir de uma mesma nuvem molecular. Eles são numerosos e estão distribuídos por todo o disco galáctico.

Conforme destacou o pesquisador do ON, o Dr. Nacizo Holanda, líder do estudo, aglomerados estelares abertos são verdadeiros laboratórios de astrofísica:

“Nós podemos considerar que as estrelas de um mesmo aglomerado aberto têm a mesma composição química inicial, pois nasceram da mesma nuvem molecular, além de apresentarem praticamente a mesma distância em relação ao planeta Terra, pois estão relativamente próximas entre si. E também, salvo algumas exceções, podemos dizer que as estrelas do mesmo aglomerado aberto nasceram ao mesmo tempo, por isso têm a mesma idade. Essas considerações fazem dos aglomerados abertos objetos de estudo especiais, pois ajudam a testar modelos de evolução estelar e também galáctica.”

Em particular, os pesquisadores realizaram o primeiro estudo químico de um grupo de sete estrelas gigantes vermelhas do aglomerado. Para isso, Holanda e seus colegas combinaram dados de espectroscopia, astrometria e fotometria, técnicas de análise em Astronomia.

Além de estudar as abundâncias químicas das estrelas, os pesquisadores investigaram a velocidade rotacional desses objetos.

A partir dessas análises, eles descobriram que essas estrelas possuem velocidades de rotação consideradas rápidas e anômalas. Mais precisamente, eles constataram que, entre as sete gigantes analisadas, quatro têm rotação rápida, com uma velocidade de 10 km/s ou mais, e três têm rotação anômala, com velocidade de 6 km/s ou mais, o que é surpreendente.

Segundo Holanda, estrelas gigantes com altas velocidades rotacionais são raras. Isso porque quando as estrelas ascendem ao ramo das gigantes vermelhas (RGB, sigla em inglês para Red Giant Branch ), elas experimentam uma expansão significativa, o que provocaria entre outras coisas a redução de sua velocidade rotacional.

O astrônomo explicou que, quando a estrela aumenta de raio, a sua velocidade de rotação diminui. Isso acontece por conservação de momentum angular. Por exemplo: quando uma patinadora executa um movimento giratório, girando sob os patins, mas primeiro com os braços abertos, ela apresenta uma certa velocidade de rotação; no momento em que ela recolhe os braços junto ao seu corpo, girando, a patinadora passa a apresentar uma velocidade de rotação maior. Algo parecido acontece com as estrelas, mas no sentido inverso, primeiro com um raio pequeno e com velocidade de rotação maior, depois, já uma estrela gigante, girando mais lentamente.

“Quando estudamos quimicamente as populações de gigantes vermelhas de aglomerados abertos, podemos obter uma ideia sobre a história evolutiva das estrelas mais massivas do aglomerado. No caso do NGC 6124, é importante investigar os efeitos da rotação estelar em suas abundâncias químicas, em especial a abundância de lítio, o que ainda é um ponto controverso na literatura”, ressaltou Holanda.

Segundo o pesquisador, essa alta velocidade de rotação atípica, pode ser devido a fusões, interações de marés ou engolimento de planetas e/ou anãs marrons.

Por fim, com relação à abundância química do aglomerado, os pesquisadores constataram que os valores apresentam uma boa concordância com as abundâncias derivadas de estrelas do campo galáctico. No entanto, foi observada uma possível correlação entre a abundância média de lítio e a alta velocidade de rotação média. De acordo com os astrônomos envolvidos no estudo, esta é uma questão em aberto, uma vez que existe na literatura uma considerável incidência de estrelas com baixa velocidade de rotação com algum enriquecimento do elemento químico.

“A alta abundância de lítio frequentemente é associada com a alta rotação estelar, mas isso nunca foi muito claro. É possível que ambas sejam causadas pelo mesmo mecanismo ou fonte, por exemplo, engolimento de planetas ou anãs marrons e até mesmo interação com uma companheira binária próxima”, concluiu o pesquisador.

A pesquisa em questão resultou em um artigo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em dezembro. O trabalho é resultado de uma colaboração entre o ON; o Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA/MCTI); o Laboratory of Observational Astrophysics, da Universidade do Estado de São Petersburgo; a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ); o Osservatorio Astrofisico di Arcetri (Itália) e Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UFRN).