Algumas estrelas “mortas” escondem fontes celestiais de juventude sob suas superfícies
“Não é todo dia que descobrimos
um fenômeno astrofísico totalmente novo!”
Dois modelos alternativos para o interior de anãs brancas colocados lado a lado. (Esquerda) a cristalização comum de uma anã branca padrão. (Direita) Uma anã branca peculiar de resfriamento mais lento, dominada pela destilação. (Crédito da imagem: Robert Lea/Bédard et al)
As anãs brancas são as estrelas
que serão deixadas para trás quando estrelas como o Sol "morrem",
fumegando no espaço como brasas estelares resfriadas.
Observações recentes indicaram
que alguns destes cadáveres estelares podem, na verdade, demorar mais tempo a
arrefecer do que o esperado anteriormente. Isto significa que as anãs brancas
podem ter uma forma de gerar energia após as suas “mortes”, desafiando a imagem
clássica de serem estrelas inertes e mortas. Como resultado, algumas anãs
brancas podem, na verdade, ser milhares de milhões de anos mais velhas do que o
estimado actualmente.
Analisando dados da missão
espacial Gaia em 2019, os cientistas descobriram uma população de anãs brancas
que parecem ter parado de esfriar há bilhões de anos. Agora, uma equipa de
investigadores liderada por Antoine Bédard, da Universidade de Warwick, e Simon
Blouin, da Universidade de Victoria, pensa saber qual o mecanismo que está por
detrás desta descoberta desconcertante.
A fonte da juventude
estelar
As anãs brancas nascem quando
estrelas que possuem aproximadamente a mesma massa do Sol esgotam o suprimento
de combustível necessário para a fusão nuclear em seus núcleos. Esse suprimento
é composto pelo elemento mais leve do universo: o hidrogênio. O fim da fusão,
também conhecida como conversão de hidrogénio em hélio , no núcleo estelar
também corta a energia que empurrou para fora e protegeu a estrela do colapso
sob a sua própria gravidade durante muitas vezes milhares de milhões de anos.
Esmagadas pela gravidade, as
camadas externas da estrela onde a fusão nuclear ainda ocorre são arrancadas.
Essas camadas "incham" dezenas, ou mesmo centenas, de vezes o raio
original da estrela durante o que é conhecido como fase de gigante vermelha da
vida da estrela. Eventualmente, essas camadas circundantes se dispersam,
deixando o núcleo estelar exausto e em resfriamento para trás como uma anã
branca.
Para o Sol, esta transformação
começará em cerca de 5 mil milhões de anos; a fase gigante vermelha da nossa
estrela irá inchar até o raio de Marte . Durante esse período, o Sol acabará
engolindo os planetas internos, incluindo a Terra. 97% das estrelas da Via
Láctea passarão pelo mesmo processo básico para se tornarem anãs brancas.
Os cientistas já haviam
considerado que as anãs brancas com combustível nuclear esgotado representam os
estágios finais quase inertes de estrelas menores. Foi teorizado que dentro de
seus corações, o plasma que antes estava fervendo e turbulento, a matéria
estelar congela e o calor não é mais produzido. Isso resultaria na
solidificação das anãs brancas de dentro para fora ao longo de bilhões de anos.
Bédard e colegas pensam que, para
algumas anãs brancas, o plasma denso no seu interior não congela de dentro para
fora. Eles descobriram uma fonte celestial da juventude, por assim dizer, que
se esconde sob algumas das conchas dessas estrelas.
O telescópio espacial Gaia, que em 2019 descobriu uma população de anãs brancas que desafiam o envelhecimento.(Crédito da imagem: ESA)
Dentro dessas anãs brancas que
desafiam o envelhecimento, cristais sólidos são criados à medida que a estrela
morta esfria – cristais que podem flutuar sobre um líquido mais denso.
À medida que esta matéria sólida
flutua para cima, a equipe diz que ela desloca o material líquido que se move
para baixo. O transporte de material mais pesado em direção aos corações destas
anãs brancas liberta energia gravitacional. Esta energia pode ser convertida em
calor, interrompendo assim o processo de resfriamento por bilhões de anos.
“Esta explicação corresponde a
todas as propriedades observacionais da população incomum de anãs brancas”,
disse Bédard em comunicado . “Esta é a primeira vez que este mecanismo de
transporte foi observado em qualquer tipo de estrela, o que é emocionante: não
é todos os dias que descobrimos um fenómeno astrofísico totalmente novo!”
Uma das grandes questões
levantadas pela descoberta de anãs brancas que interrompem os seus processos de
arrefecimento é o que as torna diferentes das suas homólogas “mais mortas”, por
si só. Essas são as anãs brancas, tão legais quanto esperado.
“A diferença provavelmente se
deve à composição da estrela”, explicou Blouin. "Algumas estrelas anãs
brancas são formadas pela fusão de duas estrelas diferentes . Quando estas
estrelas colidem para formar a anã branca, a composição da estrela muda de uma
forma que pode permitir a formação de cristais flutuantes."
Atualmente, quando os cientistas
observam as anãs brancas, presumem que quanto mais fria uma delas, mais antiga
ela é. O atraso no arrefecimento experimentado por estas anãs brancas
peculiares, no entanto, pode significar que têm temperaturas que as fazem
parecer muito mais jovens do que realmente são.
Assim, a descoberta destas anãs
brancas que desafiam o envelhecimento e o mecanismo que elas usam como “fonte
da juventude” podem na verdade redefinir a forma como os astrónomos datam as
estrelas em geral.
"O mecanismo de transporte
que descobrimos significa que algumas anãs brancas têm brilhado tanto como
estrelas 'normais' há milhares de milhões de anos," disse Bédard.
"Isso complica a datação por idade e o uso de anãs brancas para reconstruir
a formação da nossa galáxia ."
A pesquisa da equipe foi
publicada no dia 6 de março na revista Nature.
Fonte: Space.com
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