Cefeidas em casulos

Uma equipa internacional de astrofísicos utilizou os interferómetros VINCI e MIDI do VLT (ESO), juntamente com o interferómetro CHARA (no observatório de Mount Wilson) para detectar a presença de "casulos" de material em torno de três estrelas cefeidas, entre as quais se inclui a estrela polar.

Modelo da estrela L Carinae em duas bandas do infravermelho diferentes. Estas imagens de síntese foram construídas a partir das observações de interferometria. O material que circunda esta estrela tem um brilho equivalente a 5% do brilho da própria estrela; esta última possui uma luminosidade 17000 vezes superior à do Sol. A escala em ambas as imagens corresponde a 3 mili-segundos-de-arco, tal equivale ao diâmetro angular de uma casa na Lua, como vista por nós. Cortesia do ESO.

As estrelas cefeidas são estrelas super-gigantes amarelas, de massa elevada, e cujo brilho varia de forma periódica à medida que a estrela pulsa. Mas a sua grande importância deve-se ao facto de o período desta pulsação estar muito bem correlacionado com o seu brilho intrínseco. Assim, se medirmos o brilho (magnitude) aparente de uma cefeida, e determinarmos o período da sua pulsação, podemos conhecer a sua luminosidade, e assim determinar a distância a que a estrela se encontra de nós. Este facto, conjuntamente com a sua grande luminosidade, faz das cefeidas excelentes indicadores de distâncias para objectos no Universo distante.

O estudo destas estrelas é no entanto uma tarefa complicada. Embora sejam estrelas gigantes (com um raio que é dezenas ou mesmo centenas de vezes maior do que o do Sol, e um brilho milhares de vezes superior ao da nossa estrela), encontram-se tipicamente a grande distância de nós. A única forma que temos de observar o seu disco é recorrendo a técnicas de interferometria, em que a luz de vários telescópios é combinada, com o objectivo de obter "imagens" com uma resolução equivalente às obtidas com um telescópio que tivesse um diâmetro equivalente à distância entre os vários telescópios usados.

Foi exactamente isto que uma equipa internacional de astrofísicos fez. Utilizando dois interferómetros (o do VLT, no Chile, e o CHARA, nos Estados Unidos da América), os investigadores mediram com sucesso o diâmetro de várias estrelas cefeidas em comprimentos de onda do infravermelho próximo. Mas para sua surpresa, para três destas estrelas (L Carinae, a Polar e a Delta Cephei) a análise dos dados de interferometria mostrou a presença de um envelope de matéria, separado destas por uma distância equivalente a dois e três raios estelares.

Embora não seja ainda certo, os astrofísicos pensam que estes "casulos" de gás tenham sido formados por matéria expelida pela própria estrela. A existência destes "casulos" de gás poderá assim estar associada ao processo de pulsação, durante o qual se geram movimentos na atmosfera destas estrelas da ordem dos 100000km/ hora.

Nova luz ilumina choques entre galáxias

As colisões entre galáxias são novamente notícia. Desta vez o telescópio espacial de infravermelhos Spitzer, ao observar o aglomerado conhecido como "Quinteto de Stephan" , onde várias galáxias estão envolvidas numa colisão gigantesca, revelou uma das ondas de choque mais energéticas jamais observada. O seu estudo poderá levar a uma melhor compreensão do que "ilumina" as galáxias mais luminosas do Universo.

A região central do Quinteto de Stephan. Nesta imagem, a emissão do hidrogénio atómico (a verde), revela uma das maiores ondas de choque jamais observadas. A sua origem reside na queda vertiginosa da galáxia NGC7319b (o objecto compacto imediatamente à direita da onda de choque, observado no óptico - a azul nesta imagem - e no infravermelho - a vermelho na imagem) para o centro do aglomerado. É nesta onda de choque que quantidades gigantescas de hidrogénio molecular se estão a formar. Cortesia: NASA, JPL-Caltech, Instituto Max-Planck, P. Appleton (SSC/Caltech) e J. Houck (Cornell).

A interacção entre galáxias é considerada um dos eventos mais importantes para a evolução galáctica. São numerosos os exemplos de galáxias em colisão, principalmente no Universo distante, e estes são estudados minuciosamente para compreender a forma como tais interacções influenciam a aparência e características das galáxias.

O Quinteto de Stephan, um grupo de galáxias a 300 milhões de anos-luz, é bem conhecido por albergar uma violenta colisão entre vários dos seus elementos. No visível, as galáxias encontram-se claramente distorcidas, uma prova clara de interacções passadas. Mas é a acção agora observada que surpreendeu os cientistas.

Uma das galáxias (NGC7318b) move-se a alta velocidade na direcção dos restantes elementos, criando uma onda de choque mais extensa que a própria Via-Láctea, detectada nos raios-X e em radiofrequências. Ao observar a região entre as galáxias do Quinteto de Stephan com o Spitzer, esperando encontrar e estudar a emissão da poeira que ali deveria existir, os astrónomos descobriram uma forte e inesperada assinatura espectral de hidrogénio molecular. As riscas de H2 observadas pelo espectrógrafo do Spitzer são extremamente intensas e são as mais largas alguma vez observadas para moléculas de hidrogénio, uma característica de um ambiente extremamente turbulento. A velocidade (turbulenta) destas moléculas, formadas na onda de choque entre as galáxias, atingirá a espantosa marca de 870 quilómetros por segundo.

Esta descoberta pode levar a uma melhor compreensão das chamadas galáxias ultraluminosas no infravermelho (ULIRGs), que se encontram entre os objectos mais luminosos do Universo. Abundantes no Universo distante, sabe-se que estas galáxias devem frequentemente a sua luminosidade a gigantescas colisões. Contudo, e já que as ULIRGs apresentam muitas vezes emissão de hidrogénio molecular, surge agora a suspeita que, à semelhança do que acontece no Quinteto de Stephan, muita da luminosidade pode não ser originada em estrelas mas nas gigantescas ondas de choque que ali existirão.