“Pensávamos ter uma boa ideia de como o processo funcionava. Acontece que estávamos errados. Para nós, como cientistas, esse é o resultado mais empolgante,” diz Theo Khouri, um astrônomo da Chalmers e co-líder da pesquisa.

Por que os Ventos Estelares São Importantes para a Vida

Para entender como a vida começou na Terra, é necessário saber como as estrelas distribuem os elementos que tornam possível a formação de planetas e biologia. Durante muitos anos, os astrônomos acreditaram que os ventos estelares das estrelas gigantes vermelhas são impulsionados quando a luz estelar empurra contra as novas partículas de poeira formadas. Acreditava-se que esses ventos espalham carbono, oxigênio, nitrogênio e outros elementos essenciais para a vida por toda a galáxia. Novas observações de R Doradus sugerem que essa explicação não funciona plenamente.

As estrelas gigantes vermelhas são estrelas em fase de envelhecimento e mais frias, ligadas ao nosso Sol. À medida que se aproximam das fases finais de suas vidas, elas desperdiçam grandes quantidades de material através de ventos estelares fortes. Esse processo enriquece o espaço entre as estrelas com as matérias-primas necessárias para formar futuras estrelas, planetas e, eventualmente, a vida. No entanto, a força exata por trás desses ventos permaneceu incerta.

Grãos de Poeira Pequ demais para Escapar

Ao estudar R Doradus, que está relativamente próxima da Terra, os astrônomos descobriram que os grãos de poeira ao seu redor são extremamente pequenos. Esses grãos não são grandes o suficiente para que a luz estelar os empurre para fora com força suficiente para escapar para o espaço interestelar.

A equipe de pesquisa, baseada na Universidade de Tecnologia de Chalmers, publicou seus resultados na revista Astronomy & Astrophysics.

“Usando os melhores telescópios do mundo, agora podemos fazer observações detalhadas das estrelas gigantes mais próximas. R Doradus é um dos nossos alvos favoritos — é brilhante, próxima e típica do tipo mais comum de gigante vermelha,” diz Theo Khouri.

Observações e Simulações de Alta Resolução

A equipe observou R Doradus usando o instrumento Sphere no Very Large Telescope do ESO. Eles mediram a luz refletida pelos grãos de poeira dentro de uma região do tamanho do nosso Sistema Solar. Ao estudar a luz polarizada em diferentes comprimentos de onda, os pesquisadores conseguiram determinar o tamanho e a composição dos grãos. A poeira correspondia a tipos familiares de poeira estelar, incluindo silicatos e alumina.

Essas observações detalhadas foram combinadas com simulações computacionais avançadas projetadas para modelar como a luz estelar interage com as partículas de poeira.

“Pela primeira vez, conseguimos realizar testes rigorosos para verificar se esses grãos de poeira conseguem receber um empurrão forte o suficiente da luz da estrela,” diz Thiébaut Schirmer.

Os resultados foram inesperados. Os grãos de poeira ao redor de R Doradus normalmente têm apenas cerca de um dez milésimo de milímetro de largura. Esse tamanho é muito pequeno para que a luz estelar, sozinha, possa empurrar o material para fora e impulsionar o vento da estrela para o espaço.

“A poeira está definitivamente presente, e está iluminada pela estrela,” diz Thiébaut Schirmer. “Mas simplesmente não fornece força suficiente para explicar o que estamos vendo.”

Forças Alternativas em Ação

Como a poeira impulsionada pela luz estelar não pode explicar plenamente os ventos de R Doradus, os pesquisadores acreditam que outros processos devem desempenhar um papel significativo. Observações anteriores usando o telescópio ALMA revelaram bolhas massivas subindo e descendo na superfície da estrela.

“Mesmo que a explicação mais simples não funcione, existem alternativas empolgantes a serem exploradas,” diz Wouter Vlemmings, professor da Chalmers e coautor do estudo. “Bolhas convectivas gigantes, pulsações estelares ou episódios dramáticos de formação de poeira podem todos ajudar a explicar como esses ventos são lançados.”

Mais Sobre a Pesquisa

O estudo, “Uma visão empírica da atmosfera estendida e da envelope interno da estrela gigante assintótica R Doradus II. Constrangendo as propriedades da poeira com modelagem de transferência radiativa,” foi publicado na Astronomy & Astrophysics.

O trabalho faz parte do projeto interdisciplinar “A origem e o destino da poeira em nosso Universo,” financiado pela Fundação Knut e Alice Wallenberg. O projeto é uma colaboração entre a Universidade de Tecnologia de Chalmers e a Universidade de Gotemburgo.

A equipe de pesquisa inclui Thiébaut Schirmer, Theo Khouri, Wouter Vlemmings, Gunnar Nyman, Matthias Maercker, Ramlal Unnikrishnan, Behzad Bojnordi Arbab, Kirsten K. Knudsen e Susanne Aalto. Todos os co-autores estão baseados na Universidade de Tecnologia de Chalmers na Suécia, exceto Gunnar Nyman, que está na Universidade de Gotemburgo.

A equipe utilizou o instrumento Sphere (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) no Very Large Telescope (VLT) no Observatório Paranal no Chile. O VLT é operado pelo ESO, o Observatório Europeu do Sul. A Suécia é um dos 16 estados membros do ESO.

Mais Sobre a Estrela R Doradus

R Doradus é uma estrela gigante vermelha localizada a cerca de 180 anos-luz da Terra na constelação do sul Dorado, também conhecida como Peixe Espada. Ela começou sua vida com uma massa semelhante à do Sol, mas agora está se aproximando do fim de sua evolução estelar. A estrela é classificada como uma estrela AGB (AGB = ramo gigante assintótico).

Estrelas nessa fase perdem suas camadas externas através de ventos densos feitos de gás e poeira. R Doradus perde cerca de um terço da massa da Terra a cada década, enquanto algumas estrelas similares perdem massa em taxas centenas ou até milhares de vezes maiores. Daqui a vários bilhões de anos, espera-se que o Sol entre em uma fase semelhante e se pareça com R Doradus.