Astrônomos utilizando simulações avançadas em supercomputadores descobriram que a rotação estelar permite que material das profundezas de estrelas gigantes vermelhas chegue às suas superfícies. Pesquisadores da Universidade de Victoria e da Universidade de Minnesota identificaram esse mecanismo, resolvendo um enigma que intrigava cientistas desde a década de 1970. As descobertas, publicadas na Nature Astronomy, explicam mudanças observadas na química da superfície.
Estrelas gigantes vermelhas, que se expandem drasticamente após esgotarem o hidrogênio em seus núcleos, exibem mudanças intrigantes na composição da superfície à medida que evoluem. Desde a década de 1970, astrônomos notaram mudanças como alterações nas proporções de carbono-12 para carbono-13, indicando que o material alterado por reações nucleares no núcleo deve, de alguma forma, atravessar uma camada de barreira estável até a camada convectiva externa. Um novo estudo identificou a rotação estelar como o principal motor desse processo de mistura. Simon Blouin, pesquisador principal e pós-doutorando no Astronomy Research Centre da Universidade de Victoria, explicou: "Usando simulações 3D de alta resolução, fomos capazes de identificar o impacto que a rotação dessas estrelas tinha na capacidade de os elementos cruzarem a barreira. A rotação estelar é crucial e fornece uma explicação natural para as assinaturas químicas observadas em gigantes vermelhas típicas". A equipe descobriu que a rotação amplia o efeito de mistura de ondas internas em mais de 100 vezes em comparação com estrelas que não rotacionam, com uma rotação mais rápida aumentando ainda mais esse efeito. Modelos anteriores mostravam ondas transportando um material mínimo, mas a rotação altera isso drasticamente. Falk Herwig, investigador principal e diretor do ARC, observou o papel dos recentes avanços na supercomputação: "Até recentemente, embora se pensasse que a rotação estelar fazia parte da resolução desse enigma, as capacidades computacionais limitadas nos impediam de testar quantitativamente a hipótese". As simulações foram executadas no Texas Advanced Computing Centre, na Universidade do Texas em Austin, e no supercluster Trillium do Canadá, no SciNet da Universidade de Toronto, lançado em agosto de 2025. Herwig destacou a potência do Trillium: "Conseguimos descobrir um novo processo de mistura estelar apenas por causa do imenso poder computacional da nova máquina Trillium". A pesquisa, apoiada pelo NSERC, NSF e pelo Departamento de Energia dos EUA, oferece percepções sobre o futuro do Sol como uma gigante vermelha e tem aplicações para a dinâmica de fluidos em oceanos e atmosferas.