Duas estradas de evolução estelar divergiram em uma certa massa…

 Uma imagem do Hubble do aglomerado globular NGC 6397, que hospeda inúmeras anãs brancas. As anãs brancas são incrivelmente fracas e podem ser vistas em uma versão ampliada do quadrante direito da imagem. [ NASA, ESA e H. Richer (Universidade da Colúmbia Britânica) ]

Apenas conhecendo a massa de uma estrela, podemos prever se ela terminará sua vida no fogo (uma supernova) ou no gelo (uma anã branca que eventualmente se transforma em uma anã preta fria)? Uma equipe liderada por astrônomos da Universidade da Colúmbia Britânica tenta responder a essa pergunta observando anãs brancas para descobrir exatamente onde está a linha divisória entre a morte do fogo e do gelo.

Imagem do Telescópio Espacial Hubble da Nebulosa do Caranguejo, o remanescente de uma supernova que ocorreu no ano de 1054 dC. [ NASA, ESA, J. Hester e A. Loll ]

…Mas qual caminho leva a uma anã branca?

Quando uma estrela fica sem combustível, ela pode ejetar suas camadas externas em uma explosão tão violenta que produz mais energia do que o Sol em seus 10 bilhões de anos de vida, ou a estrela pode simplesmente se expandir e se estabelecer em uma estrela estável. chamada de anã branca do tamanho da nossa lua. O que determina qual rota a estrela toma é sua massa: massas mais baixas morrem de gelo, massas mais altas de fogo. Embora acreditemos que a linha divisória esteja em torno de 8 massas solares, esse número nem sempre concorda com o que observamos.

Em duas palavras, posso resumir tudo o que aprendi sobre as estrelas: elas evoluem

O diagrama cor-magnitude do aglomerado globular da Via Láctea 47 Tucanae. O eixo x mostra a cor, o eixo y esquerdo mostra a magnitude aparente à distância de 47 Tucanae e o eixo y direito desloca o aglomerado para a distância da Grande Nuvem de Magalhães. Este diagrama mostra que mesmo à distância da Grande Nuvem de Magalhães, esses enormes WDs são detectáveis. [Richer et ai. 2022]

Se todas as estrelas com mais de 8 massas solares terminassem suas vidas no fogo de uma supernova, veríamos muito mais explosões de supernovas (especificamente, supernovas Tipo II) do que realmente vemos. Essa escassez de supernovas do Tipo II pode indicar que a massa máxima de uma estrela que pode terminar sua vida como uma anã branca está, na verdade, mais próxima de 12 massas solares em vez de 8 . Restringir esse limite de massa de estrelas que podem se tornar anãs brancas poderia informar a taxa de formação de objetos compactos, bem como o conteúdo metálico das galáxias.

Quanto mais massiva é uma estrela, mais massivo é o seu remanescente de anã branca. Portanto, caçando anãs brancas massivas, podemos efetivamente caçar estrelas progenitoras massivas que não eram pesadas o suficiente para terminar em uma supernova.Uma equipe liderada por Harvey Richer da Universidade da Colúmbia Britânica examinou profundamente os jovens aglomerados de estrelas abertas fora de nossa própria galáxia para tentar identificar anãs brancas massivas. 

Pesquisas anteriores de anãs brancas massivas em aglomerados abertos jovens da Via Láctea encontraram apenas anãs brancas de até 1,1 massas solares, que vêm de estrelas não maiores que 6,2 massas solares. Para investigar se estrelas ainda mais massivas podem se tornar anãs brancas, Richer e coautores pesquisaram aglomerados jovens nas Grandes Nuvens de Magalhães. A equipe analisou quatro aglomerados de Nuvens de Magalhães nos quais estrelas de 5,7 a 10,2 massas solares estavam prestes a entrar na fase gigante assintótica (um estágio evolutivo tardio em um intermediário –a vida da estrela de massa no ponto em que a estrela esgotou sua principal fonte de combustível), o que significaria que as anãs brancas nesses aglomerados devem ter vindo de estrelas mais massivas do que isso.

Eles também escolheram esses clusters específicos por causa de sua distância; as Nuvens de Magalhães estão longe o suficiente para que haja novos aglomerados para pesquisar, mas não tão distantes que as paralaxes de Gaia não sejam confiáveis ​​e haja confusão com anãs brancas de campo.

O universo é adorável, escuro e profundo, mas precisamos de mais dados para colocar esse mistério em repouso

Distribuições das várias populações de estrelas em dois dos aglomerados. As anãs brancas no painel mais à esquerda são as cinco potenciais candidatas a anãs brancas. [Richer et ai. 2022]

Dois gráficos mostrando a distância do cluster central em pixels versus fração cumulativa.  O gráfico da esquerda mostra objetos de fundo, todas as estrelas, anãs brancas e estrelas brilhantes em NGC 2164, e a imagem da direita mostra-os para NGC 330. A imagem da direita mostra a maioria cada vez mais diagonalmente para a direita, enquanto o gráfico da esquerda mostra mais dispersão linhas (todas apontando para a direita, mas chegando mais devagar/gradualmente)

A equipe encontrou cinco candidatos em potencial no mais antigo dos quatro agrupamentos estudados , observando as idades e populações dos agrupamentos. Essas estrelas representam as primeiras anãs brancas extragalácticas  já descobertas. Este estudo demonstrou que é possível detectar anãs brancas em galáxias próximas com tempos de exposição moderados com o Hubble. 

No entanto, para estudá-los espectroscopicamente e determinar suas massas e idades, a equipe precisa de mais resolução, que virá com futuros telescópios de mais de 30 metros . Confirmação dessas anãs brancas pesadas s pode finalmente nos levar ao ponto em que os caminhos da evolução estelar divergiram.

Fonte: aasnova.org