Obter medidas precisas sobre o quanto as estrelas pesam, não só desempenha um papel crucial na compreensão de como as estrelas nascem, evoluem e morrem, mas também é essencial na avaliação da verdadeira natureza dos milhares de exoplanetas que agora conhecemos a órbita em torno de suas estrelas.
O método é feito sob medida para a missão Gaia da Agência Espacial Européia, que está no processo de mapeamento da Via Láctea em três dimensões, e o próximo Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Transição (TESS, na sigla em inglês) da NASA, que está programado para o lançamento no próximo ano e irá pesquisar as 200 mil estrelas mais brilhantes no firmamento à procura de terras alienígenas.
"Desenvolvemos um método inovador para "pesar" estrelas solitárias", disse Stevenson Professor de Física e Astronomia Keivan Stassun, que dirigiu o estudo.
"Primeiro, usamos a luz total da estrela e sua paralaxe para inferir seu diâmetro. Em seguida, analisamos a maneira pela qual a luz da estrela cintila, o que nos fornece uma medida de sua gravidade superficial. Então combinamos os dois para obter a massa total da estrela".
Tradicionalmente, o método mais preciso para determinar a massa de estrelas distantes é medir as órbitas dos sistemas de estrela dupla, chamados binários. As leis do movimento de Newton permitem aos astrônomos calcular as massas das duas estrelas medindo suas órbitas com uma precisão considerável.
No entanto, menos da metade dos sistemas estelares na galáxia são binários, e os binários compõem apenas cerca de um quinto das estrelas anãs vermelhas que se tornaram locais de caça premiados para exoplanetas, de modo que os astrônomos apresentaram uma variedade de outros métodos para estimar as massas de estrelas solitárias.
O método fotométrico que classifica estrelas por cor e brilho é o mais geral, mas não é muito preciso. A asteroseismologia, que mede as flutuações da luz causadas por pulsos de som que atravessam o interior de uma estrela, é altamente precisa, mas só funciona em vários milhares das estrelas mais próximas e mais brilhantes.
"Nosso método pode medir a massa de um grande número de estrelas com uma precisão de 10 a 25%. Na maioria dos casos, isso é muito mais preciso do que é possível com outros métodos disponíveis e, principalmente, pode ser aplicado a estrelas solitárias então não estamos limitados a binários", disse Stassun.
A técnica é uma extensão de uma abordagem que Stassun desenvolveu há quatro anos com a estudante de pós-graduação Fabienne Bastien, que agora é professora assistente na Pennsylvania State University. Usando o software especial de visualização de dados desenvolvido por uma equipe diversa de astrônomos de Vanderbilt, Bastien descobriu um padrão de cintilação sutil na luz das estrelas que contém informações valiosas sobre a gravidade da superfície de uma estrela.
No ano passado, Stassun e seus colaboradores desenvolveram um método empírico para determinar o diâmetro das estrelas usando dados publicados no catálogo de estrelas. Trata-se de combinar informações sobre a luminosidade e a temperatura de uma estrela com os dados de paralaxia da missão Gaia. (O efeito de paralaxe é o deslocamento aparente de um objeto causado por uma mudança no ponto de vista do observador.)
"Ao reunir essas duas técnicas, mostramos que podemos estimar a massa de estrelas catalogada pela missão Kepler da NASA com uma precisão de cerca de 25 por cento e estimamos que proporcionará uma precisão de cerca de 10 por cento para os tipos de estrelas que a missão TESS estará visando", disse Stassun.
Estabelecer a massa de uma estrela que possui um sistema planetário é um fator crítico na determinação da massa e do tamanho dos planetas que o circundam. Um erro de 100 por cento na estimativa da massa de uma estrela, que é típica usando o método fotométrico, pode resultar em um erro de até 67 por cento no cálculo da massa de seus planetas. Isto é aproximadamente equivalente à diferença entre as massas de um Mercúrio e uma Terra. Portanto, é extremamente importante avaliar corretamente a natureza de todos os mundos alienígenas que os astrônomos começaram a detectar nos últimos anos.
Fonte: Space Daily
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