Astronomia

Existe limite para a massa de uma estrela? O teto de 150 massas solares e as estrelas do aglomerado R136

Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026

Assuntos: Estrelas

Em 2005, a ausência de estrelas acima de 130 massas solares no aglomerado Arches levou à proposta de um limite perto de 150. Em 2010, análises de quatro estrelas do aglomerado R136 estimaram massas iniciais de 165 a 320 massas solares, e estudos de 2020 e 2022 voltaram a obter valores acima de 150 (R136a1: cerca de 250). São estimativas indiretas, e o valor do teto segue em debate.

A massa estelar costuma ser dada em massas solares (M☉), a massa do Sol. Estrelas muito pesadas são raras: a função de massa inicial, que descreve quantas estrelas nascem em cada faixa de massa, mostra muito mais estrelas leves que pesadas. Por isso só aglomerados com mais de cerca de 10 mil massas solares no total podem abrigar uma estrela acima de 150. Essas estrelas também perdem massa em ventos intensos, então se distingue a massa inicial (ao nascer) da massa atual. E quase nenhuma massa é medida diretamente: ela é inferida da luz da estrela, com modelos de atmosfera e de evolução estelar.

Uma estrela de milhares de massas solares que era um aglomerado

Até os anos 1980, o componente "a" do R136 era tido como uma única estrela de vários milhares de massas solares. As imagens do Telescópio Espacial Hubble mostraram que se tratava de um aglomerado de estrelas muito mais leves.

De onde veio o teto de 150 massas solares

Antes de 2005 não havia limite superior de massa aceito. Figer usou imagens do Hubble no infravermelho do aglomerado Arches, perto do centro da Galáxia, e contou as estrelas por faixa de massa. Se não houvesse teto, esperavam-se 18 estrelas acima de cerca de 130 massas solares; ele não achou nenhuma, uma chance da ordem de 1 em 100 milhões sob estatística de Poisson. O resultado foi lido como corte perto de 150, mas depende de massas inferidas de brilho e cor.

Como sabemos a massa de uma estrela assim

Só estrelas em binárias eclipsantes têm massa medida diretamente, pelo movimento orbital. As demais são pesadas pela luz: analisa-se o espectro com modelos de atmosfera, obtêm-se temperatura e luminosidade e compara-se com modelos de evolução estelar. Em NGC 3603 A1, uma binária eclipsante, a massa espectroscópica e a dinâmica concordaram, o que apoia o método. No R136 não há esse teste, e a binariedade e a poeira entre nós e o aglomerado podem alterar o resultado.

O que o R136 mudou

O R136 é um aglomerado jovem e denso na Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães. Em 2010, Crowther e colegas estimaram massas iniciais de 165 a 320 massas solares para quatro estrelas; em 2020, Bestenlehner e colegas encontraram três estrelas acima de 150, duas acima de 200; em 2022, Brands e colegas estimaram 250 para a R136a1. As análises divergem em temperatura, mas concordam em passar do teto antigo.

O limite de Eddington e os ventos

O limite de Eddington é a luminosidade em que a pressão da radiação equilibraria a gravidade. A luminosidade cresce mais rápido que a massa, então o parâmetro de Eddington, a razão entre as duas forças, aumenta com a massa e dá ventos fortes, que fazem a estrela perder massa. Crowther e colegas estimam cerca de 0,5 para uma estrela de 300 massas solares e não encontram argumento teórico para um corte em 150; o teto de 150 foi empírico, não derivado desse limite.

O que continua em aberto

Crowther e colegas deram 300 massas solares como limite tentativo; os dados atuais não permitem fixar o valor. Duas dúvidas pesam: se algumas dessas estrelas são binárias não resolvidas, as massas individuais seriam menores; e se foram formadas por fusão de estrelas menores, o limite de formação poderia ser menor. Bestenlehner e colegas escrevem que é difícil dar resposta indiscutível.

Como sabemos

Os fatos históricos e os valores citados vêm de quatro artigos científicos abertos, mas as massas são estimativas indiretas dependentes de modelos.

Em debate: Em 2005 propôs-se um corte perto de 150 massas solares com base no aglomerado Arches; em 2010, 2020 e 2022 análises do R136 estimaram massas iniciais muito acima disso. Os próprios autores tratam o valor de cerca de 300 como tentativo, e a binariedade ou a fusão de estrelas podem alterar as contas.

Fontes

  1. Nature, 434, 192–194 (versão arXiv) — An upper limit to the masses of stars
    Figer, D. F. · 2005 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/nature03293
  2. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (versão arXiv) — The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150 M⊙ stellar mass limit
    Crowther, P. A.; Schnurr, O.; Hirschi, R.; Yusof, N.; Parker, R. J.; Goodwin, S. P.; Kassim, H. A. · 2010 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1111/j.1365-2966.2010.17167.x
  3. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 499, 1918 (versão arXiv) — The R136 star cluster dissected with Hubble Space Telescope/STIS. II. Physical properties of the most massive stars in R136
    Bestenlehner, J. M. et al. · 2020 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/mnras/staa2801
  4. Astronomy & Astrophysics, 663, A36 (versão arXiv) — The R136 star cluster dissected with Hubble Space Telescope/STIS. III. The most massive stars and their clumped winds
    Brands, S. A. et al. · 2022 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1051/0004-6361/202142742
Histórico de alterações
  • Versão 1 · 12/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 3; conferência de trechos automatizada)

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