Novas pesquisas utilizando dados do satélite Gaia revolucionaram nossa compreensão das estrelas anãs brancas. Tradicionalmente vistas como “estrelas mortas” esfriando ao longo do tempo, descobriu-se que algumas têm seu processo de resfriamento interrompido por bilhões de anos devido à liberação de energia gravitacional interna. Crédito: SciTechDaily.com
Descobertas recentes mostram alguns anã branca as estrelas interrompem seu resfriamento devido à liberação de energia gravitacional, derrubando a crença de que essas estrelas são simplesmente restos de resfriamento e sugerindo revisões astronômicas e educacionais significativas.
Abra qualquer livro de astronomia na seção sobre estrelas anãs brancas e você provavelmente aprenderá que elas são “estrelas mortas” que esfriam continuamente com o tempo. Nova pesquisa publicada em Natureza está desafiando esta teoria, com a Universidade de Victoria (UVic) e seus parceiros usando dados do Agência Espacial Europeiade Gaia satélite para revelar porque é que uma população de estrelas anãs brancas parou de arrefecer durante mais de oito mil milhões de anos.
“Descobrimos que a imagem clássica de que todas as anãs brancas são estrelas mortas está incompleta”, diz Simon Blouin, co-investigador principal e bolsista nacional do Instituto Canadense de Astrofísica Teórica da UVic. “Para que estas anãs brancas parem de arrefecer, devem ter alguma forma de gerar energia extra. Não tínhamos certeza de como isso estava acontecendo, mas agora temos uma explicação para o fenômeno.”
Compreender a idade e outros aspectos das estrelas anãs brancas ajuda os cientistas a reconstruir a formação da via Láctea Galáxia. Usando 2019 Gaia dados, Blouin colaborou com Antoine Bédard do Universidade de Warwick e o pesquisador do Instituto de Estudos Avançados, Sihao Cheng, para fazer a descoberta.
Vista de todo o céu da Via Láctea obtida pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia. Crédito: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Agradecimentos: A. Moitinho.
Descobrindo Nova Energia nas Anãs Brancas
Mais de 97% das estrelas da Via Láctea acabarão por se tornar anãs brancas. Os cientistas há muito consideram que estas estrelas estão no fim das suas vidas. Tendo esgotado sua fonte de energia nuclear, eles param de produzir calor e esfriam até que o denso plasma em seu interior congela em estado sólido e a estrela se solidifica de dentro para fora. Este processo de resfriamento pode levar bilhões de anos.
De acordo com o novo artigo, em algumas anãs brancas, o plasma denso no interior não congela simplesmente de dentro para fora. Em vez disso, os cristais sólidos formados após o congelamento são menos densos que o líquido e, portanto, querem flutuar. À medida que os cristais flutuam para cima, eles deslocam o líquido mais pesado para baixo. O transporte de material mais pesado em direção ao centro da estrela liberta energia gravitacional, e esta energia é suficiente para interromper o processo de arrefecimento da estrela durante milhares de milhões de anos.
“Esta é a primeira vez que este mecanismo de transporte foi observado em qualquer tipo de estrela, o que é emocionante, pois não é todos os dias que descobrimos um fenómeno astrofísico totalmente novo”, diz Bédard, investigador da Universidade de Warwick.
Por que isso acontece em algumas estrelas e não em outras é incerto, mas Blouin pensa que é provavelmente devido à composição da estrela.
“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,” diz Blouin.
Implicações da Pesquisa
As anãs brancas são rotineiramente usadas como indicadores de idade: quanto mais fria for uma anã branca, mais velha ela será. No entanto, devido ao atraso extra no arrefecimento encontrado em algumas anãs brancas, algumas estrelas com uma determinada temperatura podem ser milhares de milhões de anos mais velhas do que se pensava anteriormente.
“Esta nova descoberta não só exigirá que os livros de astronomia sejam revistos, mas também que os astrónomos revisitem o processo que utilizam para determinar a idade das populações estelares,” acrescenta Blouin.
Referência: “Cristais flutuantes interrompem o resfriamento de estrelas anãs brancas” por Antoine Bédard, Simon Blouin e Sihao Cheng, 6 de março de 2024, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07102-y
A pesquisa é apoiada pelo Conselho Nacional de Pesquisa em Ciências e Engenharia do Canadá (NSERC), pelo programa Banting Postdoctoral Fellowship, pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pelo Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA).
