Chamas Eternas: Desvendando o Mistério das Anãs Brancas Atrasadas

Os investigadores descobriram porque é que algumas anãs brancas permanecem luminosas durante milhares de milhões de anos: um processo central onde os cristais mais leves sobem e os líquidos mais densos afundam, equilibrando a energia e mantendo o brilho da superfície.

Novas pesquisas desafiam a visão tradicional das anãs brancas como meros restos de estrelas mortas, explicando a luminosidade prolongada das anãs brancas atrasadas. Crédito: SciTechDaily.com 

Seu livro de astronomia pode descrever as anãs brancas como remanescentes frios e comparativamente desinteressantes de estrelas mortas. Esta perspectiva é desafiada pela existência anteriormente inexplicada de anãs brancas atrasadas, que desafiam as expectativas ao brilharem tão intensamente como algumas estrelas familiares da sequência principal durante milhares de milhões de anos.

Uma nova pesquisa de Simon Blouin com coautores da Universidade de Warwick e do Instituto de Estudos Avançados, em Princeton, NJ, revela que nos núcleos dessas estrelas de comportamento estranho, cristais de baixa densidade se formam e flutuam enquanto líquidos mais densos com impurezas pesadas afundar. Este processo de destilação sólido-líquido interrompe o resfriamento durante bilhões de anos e explica todas as propriedades observadas da população incomum de anãs brancas atrasadas.

Ciclo de vida estelar e resfriamento da anã branca

O ciclo de vida de uma estrela começa em uma nebulosa gasosa, onde a gravidade começa a unir a matéria até que ela seja reunida em quantidades tais que o novo núcleo do Sol comece a fundir núcleos de hidrogênio e a derramar luz no universo. Eventualmente, a maioria das estrelas esgota o seu combustível nuclear, liberta as suas camadas exteriores numa nebulosa planetária e termina como anãs brancas do tamanho da Terra, nas quais a fusão já não ocorre.

Sem nenhuma fonte de combustível para a fusão, esperava-se que estas estrelas simplesmente arrefecessem durante o resto do tempo. Estas suposições sobre o arrefecimento alimentam as estimativas da idade da anã branca , influenciando por sua vez a nossa compreensão da formação da nossa Via Láctea .

Gaia, operado pela Agência Espacial Europeia (ESA), examina o céu a partir da órbita da Terra para criar o maior e mais preciso mapa tridimensional da nossa Galáxia. Esta imagem mostra a visão de todo o céu da Via Láctea obtida por Gaia, com base em medições de quase 1,7 mil milhões de estrelas. Crédito: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Observações do Satélite Gaia e Resultados de Pesquisa

A expectativa de arrefecimento das anãs brancas entra em conflito com os dados observacionais do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia , que mostraram em 2019 que uma população de anãs brancas foi aparentemente capaz de parar o arrefecimento durante mais de oito mil milhões de anos, o que é quase o dobro da idade da Terra e mais da metade da idade do universo desde o Big Bang.

As descobertas de Blouin e dos seus colaboradores explicam o brilho duradouro das anãs brancas com o “processo de destilação” (cristais de luz formando-se e flutuando enquanto líquidos mais densos afundam), que provoca a libertação de energia gravitacional. A produção de energia deste processo equilibra quase exatamente a energia irradiada para o espaço pela anã branca, tornando a luminosidade e a temperatura da sua superfície essencialmente constantes.

“No futuro”, explica Blouin, “será importante levar este mecanismo em consideração ao usar anãs brancas como relógios cósmicos para medir a idade das estrelas”.

Contribuições de Simon Blouin

Simon Blouin é bolsista nacional do Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA) e trabalha na Universidade de Victoria com o professor Falk Herwig. Blouin obteve seu doutorado em física na l'Université de Montréal em 2019 antes de concluir bolsas de pós-doutorado no Laboratório Nacional de Los Alamos dos EUA e na UVic.

Seu trabalho emprega uma ampla variedade de técnicas de simulação para melhorar modelos de anãs brancas. Isto melhora a capacidade dos físicos e astrónomos de usar estas estrelas como relógios cósmicos precisos que ajudam a inferir a história da formação de estrelas na nossa galáxia, a Via Láctea.

Com a sua mais recente investigação, publicada recentemente na Nature , Blouin e os seus colaboradores identificam o mecanismo que mantém as anãs brancas atrasadas quentes durante milhares de milhões de anos, explicando assim a segunda vida estelar das anãs brancas.

Fonte: Scitechdaily.com