À primeira vista, parece impossível observar o interior de uma estrela. Uma equipa internacional de astrónomos, sob a orientação de Earl Bellinger e Saskia Hekker do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Gotinga, Alemanha, determinou pela primeira vez a estrutura interna profunda de duas estrelas com base nas suas oscilações.
Um vislumbre do coração: impressão de artista do interior estelar, estudado através das suas oscilações de superfície.Crédito: Earl Bellinger/ESA
O nosso Sol, e a maioria das outras estrelas, têm "pulsações" que se espalham pelo interior estelar como ondas sonoras. As frequências dessas ondas são impressas na luz da estrela e podem mais tarde ser observadas pelos astrónomos aqui na Terra. Semelhante à forma como os sismólogos decifram a estrutura interna do nosso planeta através da análise de sismos, os astrónomos determinam as propriedades de estrelas a partir das suas oscilações - um campo chamado asterosismologia. Agora, pela primeira vez, uma análise detalhada destas vibrações permitiu que Earl Bellinger, Saskia Hekker e colegas medissem a estrutura interna de duas estrelas distantes. As duas estrelas que analisaram fazem parte do sistema 16 Cygni (conhecidas como 16 Cyg A e 16 Cyg B) e ambas são muito parecidas com o nosso Sol. "Devido à sua pequena distância de apenas 70 anos-luz, estas estrelas são relativamente brilhantes e, portanto, ideais para a nossa análise," comenta o autor principal Eartl Bellinger.
"Anteriormente, só era possível fazer modelos do interior das estrelas. Agora podemos medi-los. Para fazer um modelo do interior de uma estrela, os astrofísicos variam os modelos de evolução estelar até que um deles encaixe no espectro de frequência observado. No entanto, as oscilações dos modelos teóricos diferem frequentemente daquelas das estrelas, provavelmente devido a alguma física estelar ainda desconhecida. Bellinger e Hekker decidiram, portanto, usar o método inverso. Aqui, derivaram as propriedades locais do interior estelar a partir das frequências observadas. Este método depende menos dos pressupostos teóricos, mas requer uma excelente qualidade dos dados medidos e é matematicamente complexo.
Usando o método inverso, os investigadores analisaram mais de 500.000 km para o interior das estrelas - e descobriram que a velocidade do som nas regiões centrais é maior do que a prevista pelos modelos. "No caso de 16 Cyg B, estas diferenças podem ser explicadas corrigindo o que pensávamos ser a massa e o tamanho da estrela," explica Bellinger. No entanto, no caso de 16 Cyg A, a causa das discrepâncias não pôde ser identificada.
É possível que fenómenos físicos ainda desconhecidos não sejam suficientemente levados em consideração pelos modelos evolutivos atuais. "Os elementos que foram criados nos estágios iniciais da evolução da estrela podem ter sido transportados desde o núcleo da estrela até às suas camadas exteriores," acrescenta Bellinger. "Isso mudaria a estratificação interna da estrela, o que então afeta a forma como oscila."
Esta primeira análise estrutural das duas estrelas será seguida por mais. "Dez a vinte estrelas adicionais, adequadas para esta análise, podem ser encontradas nos dados do Telescópio Espacial Kepler," comenta Saskia Hekker, que lidera o Grupo de Investigação SAGE (Stellar Ages and Galactic Evolution) no Instituto Max Planck em Gotinga. No futuro, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA e o telescópio espacial PLATO (Planetary Transits and Oscillation of Stars) planeado pela ESA vão recolher ainda mais dados para este campo de pesquisa.
O método inverso fornece novas informações que ajudarão a melhor entender a física no interior das estrelas. Isto levará a melhores modelos estelares, que aperfeiçoarão a nossa capacidade de prever a evolução futura do Sol e de outras estrelas na nossa Galáxia.
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