Pular para o conteúdo principal

Hubble mostra evidências de um aglomerado de raríssimas anãs brancas de Hélio, cinzas de minúsculas estrelas que morreram prematuramente

                                                             Uma anã branca em um sistema binário
Como este antigo aglomerado de estrelas evoluiu?

Vinte e quatro objetos estelares incomuns, cinzas de estrelas consumidas, 18 das quais recentemente descobertas, foram observadas pelo Telescópio Espacial Hubble. Estas estrelas são anãs brancas, o destino comum de uma estrela morta, mas estas são raras porque são compostas principalmente de Hélio-4 em vez das ‘anãs brancas padrão’ compostas de carbono e oxigênio que estamos habituados a encontrar. Esta é a primeira vez que se observa uma grande série de anãs brancas com núcleo de Hélio dentro de um aglomerado globular, um denso enxame estelar que contém algumas das mais antigas estrelas em nossa galáxia.

Por que as ‘anãs brancas de hélio’ são uma raridade no Universo?

Na evolução estelar uma estrela de pequena massa (anã vermelha), com até 0,4 M☼ (40% da massa do Sol) , quando esgota o hidrogênio de seu núcleo torna-se uma anã branca de Hélio uma vez que não tem a capacidade de passa para o estágio seguinte e realizar a nucleossíntese do hélio e formar um núcleo de carbono/oxigênio. Além disso, as anãs vermelhas são estrelas de alta longevidade. De fato, as anãs vermelhas que surgiram no início do Universo ainda não tiveram tempo suficiente para sair da seqüência principal e tornarem-se anãs brancas de Hélio. Por exemplo: anã vermelha com 20% M☼ levará 1 trilhão de anos na seqüência principal (vide gráfico acima), muito mais que a idade do Universo, ‘apenas’ 13,73 ± 0,12 bilhões de anos. Isso explica por que a descoberta desta série de minúsculas anãs brancas de Hélio feita pelo Hubble é incomum e mereceu atenção especial da comunidade astronômica.

Como estas anãs brancas de hélio surgiram prematuramente?

Um estudo, publicado no Astrophysical Journal, sugere que estas anãs brancas com núcleo de Hélio tiveram seu desenvolvimento abreviado devido às interações ativas com suas parceiras binárias.
O gráfico mostra o tempo de vida ('lifetime' em trilhões de anos) de uma anã vermelha em relação a sua massa (em massas solares - M☼). Uma anã vermelha de baixa massa, ~0,08M☼, pode permanecer ~12 trilhões de anos ativa. Uma anã vermelha com massa 0,25M☼ tem mais de 500 bilhões de anos de vida útil.

As anãs brancas com núcleo de Hélio têm apenas cerca de metade da massa típica das anãs brancas de carbono/oxigênio, mas encontram-se concentradas no centro do aglomerado estelar”, disse Adrienne Cool, professora da Física e de Astronomia na San Francisco State University, que é co-autora do estudo com o estudante de licenciatura Rachel R. Strickler. “Com massas tão baixas, as anãs brancas com núcleo de Hélio deveriam, de acordo com a teoria de evolução estelar, orbitar ao redor do aglomerado estelar nas suas regiões periféricas. O fato de apenas serem encontrados nas regiões centrais sugere que elas têm companheiras de maior massa – estrelas parceiras que as fixaram ao centro do aglomerado estelar”. Estar associada a estes grandes companheiras certamente ajuda a explicar a “composição química atípica” destas estrelas. As anãs brancas são estrelas ‘aposentadas’, que chegaram ao fim da sua vida útil e ficaram sem combustível para realizar a nucleossíntese.

A maioria das estrelas de pequena massa (<1,1 M☼) queima o seu combustível nuclear deixando como produto final uma densa bola de carbono e oxigênio, mas estas anãs brancas são feitas apenas de Hélio. A astrônoma Cool sugere que uma estrela candidata a se tornar prematuramente uma anã branca com núcleo de Hélio deve ter uma companheira tão perto que, quando a estrela se tornou uma estrela gigante vermelha, as suas camadas exteriores foram ‘roubadas’ por acresção pela companheira próxima. Assim, a estrela gigante que ‘emagreceu’ nunca teve a oportunidade de atingir o nível seguinte de maturidade e fundir o seu hélio do núcleo, transformando-o em carbono e oxigênio.

Relatório dos cientistas mostra as raras anãs brancas com núcleos de hélio descobertas no enxame globular NGC 6397. Crédito: Jay Anderson / Space Telescope Science Institute

O estudo focalizou o aglomerado estelar NGC 6397, um dos aglomerados globulares mais próximos de nós, que reside a aproximadamente 7.200 anos-luz de distância da Terra. Antes do estudo, seis anãs brancas de Hélio já haviam sido detectadas neste aglomerado. Cool e os seus colegas descobriram as três primeiras em 1998. “Esta é a primeira vez que estrelas anãs brancas com núcleos de hélio foram descobertas em parcerias com outras anãs brancas em aglomerado globular,” disse Cool. “Esta grande amostra nos permite responder algumas perguntas sobre a massa e a natureza da estrela parceira e sobre a dominância deste tipo de binárias em um aglomerado globular”. As estrelas binárias desempenham um papel importante na evolução dos aglomerados de estrelas. A sua contínua dança entre os pares, uma ao redor da outra, fornece energia para o aglomerado a qual os astrônomos acham que ajuda a prevenir a formação de buracos negros.

A partir dos dados, Cool e sua equipe são capazes de inferir que até 5% das estrelas deste aglomerado globular vão terminar a sua vida como estrelas anãs brancas com núcleo de hélio com estrelas companheiras, uma descoberta que ajudará a melhorar os modelos teóricos da dinâmica dos aglomerados estelares e melhorar o entendimento sobre a evolução das estrelas de baixa massa. Esta descoberta acabou trazendo consigo novo mistério. Apesar do alto nível de sensibilidade da câmara do Hubble, não foram detectadas anãs brancas com núcleos de Hélio do tipo mais tênue.  “É possível que estas anãs brancas com núcleos de Hélio esfriem tão lentamente que ainda não houve tempo hábil que permita a formação dos tipos de brilho fraco”, disse Cool. Outra possibilidade aventada é que os binários mais antigos que continham anãs brancas com núcleos de Hélio tenham sido destruídos pelas interações com outras estrelas do aglomerado.

Comentários

Postagens mais visitadas

Tipos de Estrelas

Anã branca: Estrela pequena e quente, que se acredita assinalar o estágio final de evolução de uma Estrela como o Sol. Uma Anã branca é mais ou menos do tamanho da Terra, embora contenha tanta matéria quanto o Sol. Essa matéria compacta é tão densa que um dedal dela pesaria uma tonelada ou mais. As Anãs brancas são tão fracas que mesmo as mais próximas de nós, que giram em torno de Sirius e de Procyon, só são vistas com telescópio. 
Anã vermelha: Estrela fria e fraca, de massa menor que a do Sol. As Anãs vermelhas são provavelmente as Estrelas mais abundantes em nossa galáxia, embora seja difícil observá-las em virtude de seu brilho fraco. Mesmo as Anãs vermelhas mais próximas, Próxima Centauri e a Estrela de Barnard, são invisíveis sem telescópio. 
Anã Marron: É um corpo celeste cuja massa é pequena demais para que ocorra uma fusão nuclear em seu núcleo, a temperature e a pressão do núcleo são insuficientes para que a fusão aconteça. Por isso, não pode ser considerada realmente uma est…

Conheça as 10 estrelas mais próximas da Terra

O sol é uma estrela entre milhões na nossa galáxia. Mas muitas outras estrelas próximas existem, inseridas nos seus próprios sistemas e possivelmente algumas delas até terão planetas a orbitá-las. A presente lista detalha as 10 estrelas mais próximas das Terra, cada uma com o seu próprio sistema solar e algumas pertencendo a sistemas binários. Algumas delas são anãs vermelhas, sendo que possuem uma magnitude tão baixa que apesar da sua proximidade à Terra não as conseguimos ver a olho nu. 1. O Sol Distância: 8 minutos/luz Obviamente, a estrela mais próxima da Terra é a estrela central no nosso sistema solar, nomeadamente o nosso sol. Ele ilumina diretamente a Terra durante o dia e é responsável pelo brilho da Lua durante a noite. Sem o Sol, a vida como a conhecemos não existiria aqui na Terra. 2. Alpha Centauri Distância: 4,24 anos-luz Alpha Centauri é na verdade um sistema composto por três estrelas. As estrelas principais no sistema de Alpha Centauri, chamadas de Alpha Centauri A e Alp…

Galéria de Imagens - Os 8 planetas de nosso Sistema Solar

Mercúrio é um planeta seco, quente e quase não tem ar. O planeta fica a quase 58 milhões de quilômetros do Sol e não tem lua nem atmosfera. Fica tão perto do Sol que as temperaturas da superfície podem chegar a 430oC. Assim como a Lua, o planeta é coberto por uma camada fina de minerais. Mercúrio também tem áreas de terra amplas e planas, precipícios e muitas crateras profundas como as da Lua. Cientistas dizem que o interior de Mercúrio e da Terra é feito de ferro.

Vênus é o segundo planeta mais próximo do Sol e é quase do mesmo tamanho da Terra. A superfície do planeta é cheia de montanhas, vulcões, cânions e crateras. O planeta é coberto por nuvens de ácido sulfúrico, uma substância mortal. Vênus também é um planeta muito quente: a temperatura na superfície é de 460oC. Os cientistas enviaram uma nave para explorar o planeta. A primeira a sonda passar perto do planeta foi a Mariner 2, em 1962.

A Terra é o terceiro mais próximo do Sol e o maior dos quatro planetas rochosos. É uma esfera…

Espaço sideral

Espaço sideral é todo o espaço do universo não ocupado por corpos celestes e suas eventuais atmosferas. É a porção vazia do universo, região em que predomina o vácuo. O termo também pode ser utilizado para se referir a todo espaço que transcende a atmosfera terrestre.
Conceituações
Em astronomia, usa-se a denominação "espaço externo" ou "espaço sideral" para fazer referência a todo espaço que transcende o espaço englobado pela atmosfera terrestre. O espaço sideral é frequentemente subdividido em três subespaços:
1.Espaço interplanetário designação usada sobretudo para se referir aos espaços existentes entre os planetas do nosso próprio sistema solar. Por extensão, inclui as distâncias entre os eventuais planetas de qualquer sistema estelar, inclusive o nosso.
2.Espaço interestelar designação usada para se referir às porções de quasi-vácuo existentes entre as estrelas. Refere-se sobretudo aos espaços entre as estrelas da nossa própria galáxia: a Via Láctea.
3.Espaço inte…

23 curiosidades sobre o universo.

O universo e a astronomia já são fascinantes por si só, mas entre grandes descobertas, imagens fantásticas e fatos surpreendentes, existem curiosidades muito interessantes para todos os entusiastas. Neste artigo reunimos as 23 curiosidades que achamos mais interessantes para partilhar. Algumas são do conhecimento geral, mas relembrar é bom para o conhecimento cientifico do que nos rodeia.
1. A Terra pesa 5 980 000 000 000 000 000 000 000 kg; 2. Se estás a tentar decorar o nome das estrelas, começa por esta: Torcularis Septentrionalis. Não consegues pronunciar, mas também não consegues esquecer; 3. Um carro a 160km/h demoraria 221 000 milhões de anos a chegar ao centro da Via Láctea; 4. O Universo expande-se cerca de 1,6 biliões de km por hora; 5. Os astronautas não podem chorar. Não que seja lei, mas porque não existe gravidade para que as lágrimas possam escorrer; 6. As interferências nas televisões são provocadas pelas ondas do Big Bang no início do Universo; 7. A constelação do Cruzeiro …

Como surgiram as galáxias

Nos últimos anos, nossa visão do universo passou por grandes transformações. Uma delas é que os pesquisadores descobriram que ele está se expandindo muito e é povoado por uma infinidade de corpos celestes. Isso porque no começo do século passado, todos acreditavam que a Via Láctea era a única galáxia do universo, apesar de avistarem outras, acreditavam que fazia parte da nossa galáxia. Mas no ano de 1924, Edwin Hubble deu uma luz na situação, e provou que existem centenas de bilhões de galáxias, muito mais do que se imaginava, e que elas estavam se distanciando entre si, todas estavam se afastando de nós. Isso levantou muitas questões a respeito de que estávamos no centro do universo, mas esse é tema para outro artigo. Mas então se essas galáxias estão se afastando cada vez mais, é de se imaginar que um dia elas estavam mais unidas. E voltando ainda mais no tempo, estavam todas amontoadas num único ponto, o Big Bang. Mas o assunto de hoje é como elas surgiram. Se o universo está se exp…