A visão predominante das anãs brancas como estrelas inertes e resfriando lentamente foi contestada por observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA. Um grupo internacional de astrônomos descobriu a primeira evidência de que as anãs brancas podem diminuir sua taxa de envelhecimento queimando hidrogênio em sua superfície.
“Encontramos a primeira evidência observacional de que as anãs brancas ainda podem sofrer atividade termonuclear estável”, explicou Jianxing Chen da Alma Mater Studiorum Università di Bologna e do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, que liderou esta pesquisa. “Isso foi uma grande surpresa, pois está em desacordo com o que geralmente se acredita.”
As anãs brancas são estrelas de resfriamento lento que se desprenderam de suas camadas externas durante os últimos estágios de suas vidas. Eles são objetos comuns no cosmos; aproximadamente 98% de todas as estrelas do Universo acabarão por se tornar anãs brancas, incluindo nosso próprio Sol. O estudo desses estágios de resfriamento ajuda os astrônomos a entender não apenas as anãs brancas, mas também seus estágios iniciais.
Para investigar a física subjacente à evolução das anãs brancas, os astrônomos compararam o resfriamento das anãs brancas em duas coleções massivas de estrelas: os aglomerados globulares M3 e M13. Esses dois aglomerados compartilham muitas propriedades físicas, como idade e metalicidade, mas as populações de estrelas que eventualmente darão origem às anãs brancas são diferentes. Em particular, a cor geral das estrelas em um estágio evolutivo conhecido como Ramo Horizontal são mais azuis em M13, indicando uma população de estrelas mais quentes. Isso torna M3 e M13 juntos um laboratório natural perfeito para testar como diferentes populações de anãs brancas se resfriam.
“A excelente qualidade de nossas observações do Hubble nos proporcionou uma visão completa das populações estelares dos dois aglomerados globulares”, continuou Chen. “Isso nos permitiu realmente contrastar como as estrelas evoluem em M3 e M13.”
Usando a Wide Field Camera 3 do Hubble, a equipe observou M3 e M13 em comprimentos de onda quase ultravioleta, permitindo-lhes comparar mais de 700 anãs brancas nos dois aglomerados. Eles descobriram que a M3 contém anãs brancas padrão que são simplesmente núcleos estelares de resfriamento. M13, por outro lado, contém duas populações de anãs brancas: anãs brancas padrão e aquelas que conseguiram se agarrar a um envelope externo de hidrogênio, permitindo que queimem por mais tempo e, portanto, resfriem mais lentamente.
Comparando seus resultados com simulações de computador da evolução estelar em M13, os pesquisadores conseguiram mostrar que cerca de 70% das anãs brancas em M13 estão queimando hidrogênio em suas superfícies, diminuindo a taxa de resfriamento.
Essa descoberta pode ter consequências sobre como os astrônomos medem a idade das estrelas na Via Láctea. A evolução das anãs brancas foi modelada anteriormente como um processo de resfriamento previsível. Esta relação relativamente direta entre idade e temperatura levou os astrônomos a usar a taxa de resfriamento da anã branca como um relógio natural para determinar as idades dos aglomerados de estrelas, particularmente aglomerados globulares e abertos. No entanto, as anãs brancas queimando hidrogênio podem fazer com que essas estimativas de idade sejam imprecisas em até 1 bilhão de anos.
“Nossa descoberta desafia a definição de anãs brancas enquanto consideramos uma nova perspectiva sobre a maneira como as estrelas envelhecem”, acrescentou Francesco Ferraro, da Alma Mater Studiorum Università di Bologna e do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, que coordenou o estudo. “Estamos agora investigando outros aglomerados semelhantes ao M13 para restringir ainda mais as condições que levam as estrelas a manter o fino envelope de hidrogênio que lhes permite envelhecer lentamente.”
Publicado em 07/09/2021 19h15
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