Uma equipa que juntou investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), de Itália e de França encontrou indícios de que as gigantes vermelhas têm variações estruturais abruptas no seu núcleo. Na análise, recorreram a uma técnica conhecida como asterossismologia para espreitar o interior destas estrelas moribundas, que esgotaram o hidrogénio nos seus núcleos.

Infelizmente, é impossível olhar diretamente para o interior de uma estrela. No entanto, medindo oscilações semelhantes a “terramotos” nas estrelas, a asterossismologia permite vislumbrar indiretamente o seu interior. As “falhas” detetadas neste estudo afetam a frequência e o trajeto das ondas sonoras e de gravidade, que dão origem às oscilações observadas.

A propagação de ondas no interior das estrelas dá origem a minúsculas variações do brilho das mesmas, que podem ser detetadas por instrumentos no espaço. Estas ondas revelam as condições do meio por onde se propagam e, desta forma, fornecem informação acerca das propriedades físicas do interior das estrelas, explica a investigadora do IA Margarida Cunha.

A equipa usou dados do telescópio espacial Kepler (NASA) para detetar e estudar ondas que se propagam até às camadas mais profundas de estrelas velhas. Após iniciarem a fusão de hélio nos seus núcleos, as gigantes vermelhas de baixa massa são frequentemente usadas em estudos para determinar distâncias e densidade galáctica, bem como para compreender melhor os processos físicos que ditam a evolução química das estrelas. Para criarem modelos precisos destas estrelas, os astrónomos têm de compreender a causa destas descontinuidades.

“Este trabalho apresenta a primeira caracterização das descontinuidades estruturais presentes no núcleo de estrelas gigantes vermelhas, o que nos permite, pela primeira vez, sondar com precisão os processos físicos que ocorrem nessa zona”, refere o primeiro autor Mathieu Vrard, que iniciou o estudo no IA e que atualmente está na Ohio State University. Segundo o investigador, a análise destas variações permite inferir, não só as propriedades globais da estrela, mas também informação precisa acerca da estrutura destes astros.

Nesta investigação, publicada hoje na revista científica Nature Communications, a equipa analisou uma amostra de 359 gigantes vermelhas, com massas abaixo de um determinado valor, para medir as suas oscilações individuais e várias propriedades dessas estrelas. No final descobriram que quase 7% destas estrelas apresentam descontinuidades estruturais.

Há duas teorias que tentam explicar como é que estas perturbações ocorrem. A primeira afirma que as “falhas” estão presentes ao longo da evolução da estrela, mas, regra geral, são pouco intensas e ficam abaixo do limite a partir do qual os investigadores as catalogariam como verdadeiras descontinuidades. A segunda sugere que estas irregularidades são “suavizadas” por um processo físico desconhecido, que mais tarde dá origem a mudanças na estrutura do núcleo da estrela.

Os resultados agora divulgados não favorecem a primeira hipótese, mas são precisos mais dados para que os investigadores possam confirmar com segurança a segunda. “Este trabalho mostra os limites dos nossos modelos atuais, e dá-nos pistas para encontrarmos formas de os melhorar”, explica Diego Bossini, do IA.