Onde as estrelas acabam e as anãs marrons começam?

© P. Marenfeld (diagrama tamanho x temperatura) 

Estrelas estão inseridas numa faixa de tamanho enorme, de muitas dezenas de vezes maior do que o Sol a uma pequena fração do seu tamanho.Mas a resposta para o quão pequeno um corpo astronômico pode ser, e ainda ser uma estrela, nunca foi conhecido. 
 

O diagrama acima mostra a relação entre o tamanho e a temperatura no ponto onde as estrelas terminam e as anãs marrons começam a surgir. Mas a resposta para o quão pequeno um corpo astronômico pode ser, e ainda ser uma estrela, nunca foi conhecido. O que se sabe é que os objetos abaixo deste limite não são capazes de inflamar e sustentar a fusão de hidrogênio em seus núcleos: esses objetos são referidos como anãs marrons.

Na pesquisa aceita para publicação no Astronomical Journal, o grupo RECONS (Research Consortium On Nearby Stars) da Universidade Estadual da Georgia State University descobriu a evidência observacional para o intervalo previsto teoricamente entre estrelas muito baixas em massa e as anãs marrons. Os dados vieram com auxílio dos telescópios SOAR (SOuthern Astrophysical Research) 4,1m e SMARTS (Small and Moderate Aperture Research Telescope System) de 0,9m no Observatório Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), no Chile, que é uma divisão do National Optical Astronomy Observatory (NOAO).
 

Durante a maior parte de suas vidas, as estrelas obedecem a uma relação conhecida como sequência principal, que mostra uma relação entre luminosidade e temperatura, e também uma relação entre a luminosidade e o raio. Estrelas se comportam como os balões no sentido de que a adição de materiais à estrela provoca o aumento do seu raio; em uma estrela o material é o elemento hidrogênio, em vez de ar, que é adicionado a um balão. Por outro lado, anãs marrons são descritas por leis físicas diferentes (chamadas de pressão de degeneração de elétrons) das estrelas e tem o comportamento oposto. As camadas internas de uma anã marrom trabalham como um colchão de mola, ou seja, ao adicionar peso sobre eles faz com que encolhem. Portanto, anãs marrons realmente diminuem em tamanho, com acréscimo de massa.
 

Como o Dr. Sergio Dieterich, o autor do estudo, explicou: "A fim de distinguir estrelas das anãs marrons medimos a luz de cada objeto perto do limite anã estelar/marrom. Também medimos cuidadosamente as distâncias de cada objeto. Então, calculamos suas temperaturas e raios usando as leis físicas básicas, e descobrimos a localização dos menores objetos que observamos. Vemos que o raio diminui com a diminuição da temperatura, como esperado para as estrelas, até chegarmos a uma temperatura de cerca de 2.100K. Nesta região vemos uma lacuna sem objetos, em seguida, o raio começa a aumentar com a diminuição da temperatura, como esperamos para anãs marrons."
 

Dr. Todd Henry, outro autor , disse: "Nós podemos agora apontar para uma temperatura (2.100K), raio (8,7% à do Sol) e luminosidade (1/8000 do Sol) e dizer que a sequência principal termina aí e foi possível identificar uma estrela em particular (com a designação 2MASS J0513-1403) como representante das menores estrelas. Além de responder a uma questão fundamental na astrofísica estelar sobre o fim legal da sequência principal, a descoberta tem implicações significativas na busca por vida no Universo.

Porque anãs marrons esfriam em uma escala de tempo de apenas milhões de anos, os planetas em torno de anãs marrons são pobres candidatos à habitabilidade, enquanto que estrelas de massa muito baixas fornecem calor constante e um ambiente de baixa radiação ultravioleta há bilhões de anos. Sabendo que a temperatura onde as estrelas acabam e as anãs marrons começam deve ajudar os astrônomos a decidir quais objetos são candidatos para hospedar planetas habitáveis​​. Além disso, como as anãs marrons esfriam para sempre, elas eventualmente tornam-se um tipo de matéria escura macroscópica, por isso é importante saber o quanto a matéria escura está presa na forma de anãs marrons muito antigas e frias.

Fonte:Astro News
NOAO