Nota de Imprensa

Primeira detecção de lítio numa estrela em explosão

29 de Julho de 2015

O elemento químico lítio foi encontrado pela primeira vez em material ejectado por uma nova. Observações da Nova Centauri 2013 obtidas com o auxílio de telescópios no Observatório de La Silla do ESO e perto de Santiago do Chile, ajudaram a explicar por que é que muitas estrelas jovens parecem ter mais quantidade deste elemento químico do que o esperado. Esta nova descoberta acrescenta uma importante peça que faltava ao puzzle que representa a evolução química da nossa Galáxia e é um enorme passo em frente na compreensão das quantidades dos diferentes elementos químicos nas estrelas da Via Láctea.

O elemento químico leve lítio é um dos poucos elementos que se prevê ter sido criado pelo Big Bang, há 13,8 mil milhões de anos atrás. No entanto, tentar compreender as quantidades de lítio observadas nas estrelas que nos rodeiam hoje tem sido um processo muito difícil. Estrelas mais velhas possuem menos lítio do que o esperado [1] e algumas estrelas jovens têm dez vezes mais lítio do que o que pensávamos [2].

Desde os anos 1970 que os astrónomos especulam que a enorme quantidade de lítio encontrado nas estrelas jovens poderá vir de novas —  explosões estelares que libertam material para o espaço entre as estrelas, contribuindo assim para a matéria que forma a próxima geração de estrelas. No entanto, observações cuidadas de várias novas não tinham, até agora, fornecido resultados claros.

Uma equipa liderada por Luca Izzo (Universidade Sapienza de Roma e ICRANet, Pescara, Itália) utilizou o instrumento FEROS montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla, assim como o espectrógrafo PUCHEROS montado no telescópio de 0,5 metros do ESO, no Observatório da Pontificia Universidad Catolica de Chile em Santa Marina, perto de Santiago, para estudar a nova Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri). Esta estrela explodiu no céu austral perto da estrela brilhante Beta Centauri em dezembro de 2013, tratando-se, até agora, da nova mais brilhante deste século — facilmente observada a olho nu [3].

Os novos dados extremamente detalhados revelaram uma assinatura clara de lítio a ser expelido da nova com uma velocidade de dois milhões de quilómetros por hora [4]. Trata-se da primeira detecção, até à data, de lítio a ser ejectado por uma nova.

O co-autor Massimo Della Valle (INAF — Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoles, e ICRANet, Pescara, Itália) explica a importância desta descoberta: “Trata-se de um importantíssimo passo em frente. Se imaginarmos a história da evolução química da Via Láctea como um enorme puzzle, então o lítio das novas corresponde a uma das peças mais importantes e difíceis de encontrar que faltavam. Adicionalmente, qualquer modelo do Big Bang é sempre questionável até este problema do lítio estar resolvido.”

Estima-se que a massa do lítio ejectado pela Nova Centauri 2013 é minúscula (menos de uma milésima milionésima parte da massa do Sol), no entanto, uma vez que existiram muitos milhares de milhões de novas ao longo da história da Via Láctea, tal quantidade é suficiente para explicar as quantidades inesperadamente grandes de lítio observadas na nossa Galáxia.

Os autores Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemanha) e Massimo Della Valle procuram evidências de lítio em novas desde há mais de um quarto de século. Esta é por isso uma conclusão muito satisfatória da sua longa busca. E para o jovem cientista líder do projeto existe outro tipo de satisfação:

“É muito excitante,” diz Luca Izzo, “encontrar algo que foi previsto antes de eu nascer e que foi depois observado no dia do meu aniversário em 2013!”

Notas

[1] A falta de lítio em estrelas mais velhas é um mistério de longa data. Resultados sobre este tópico foram descritos nas notas de imprensa: eso1428, eso1235 e eso1132.

[2] Mais precisamente, os termos “mais jovens” e “mais velhas” são usados para nos referirmos a estrelas de População I e População II. As estrelas de População I, que incluem o Sol, são estrelas ricas em elementos químicos mais pesados e formam o disco da Via Láctea. As estrelas de População II são mais velhas, com baixo conteúdo em elementos pesados e encontram-se no bojo e no halo da Via Láctea e nos enxames estelares globulares. As estrelas da População I “jovem” podem no entanto ter vários milhares de milhões de anos!

[3] Estes comparativamente pequenos telescópios equipados com espectrógrafos apropriados são ferramentas poderosas para este tipo de trabalho. Mesmo na era dos telescópios extremamente grandes, os telescópios mais pequenos dedicados a tarefas específicas permanecem imensamente valiosos.

[4] Esta alta velocidade, da nova relativamente à Terra, significa que o comprimento de onda da risca de absorção relativa à presença de lítio se encontra significativamente deslocada para a parte azul do espectro.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium”, de L. Izzo et al., que foi publicado online na revista da especialidade Astrophysical Journal Letters.

A equipa é composta por Luca Izzo (Universidade Sapienza de Roma e ICRANet, Pescara, Itália), Massimo Della Valle (INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoles; ICRANet, Pescara, Itália), Elena Mason (INAF–Osservatorio Astronomico di Trieste, Trieste, Itália), Francesca Matteucci (Universitá di Trieste, Trieste, Itália), Donatella Romano (INAF–Osservatorio Astronomico di Bologna, Bologna, Itália), Luca Pasquini (ESO, Garching bei Munchen, Alemanha), Leonardo Vanzi (Departamento de Engenharia Eléctrica e Centro de Astro-Engenharia, PUC-Chile, Santiago, Chile), Andres Jordan (Instituto de Astrofísica e Centro de Astro-Engenharia, PUC-Chile, Santiago, Chile), José Miguel Fernandez (Instituto de Astrofísica, PUC-Chile, Santiago, Chile), Paz Bluhm (Instituto de Astrofísica, PUC-Chile, Santiago, Chile), Rafael Brahm (Instituto de Astrofísica, PUC-Chile, Santiago, Chile), Nestor Espinoza (Institute de Astrofísica, PUC-Chile, Santiago, Chile) e Robert Williams (STScI, Baltimore, Maryland, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Research paper
• Fotografias da Nova Centauri 2013

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Pescara, Italy
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Massimo Della Valle
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Naples, Italy
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1531, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.