Uma enorme estrela anã branca com uma atmosfera bizarra e rica em carbono pode ser duas anãs brancas fundidas de acordo com uma equipe internacional liderada por astrônomos da Universidade de Warwick, e por pouco evitou a destruição.
Eles descobriram uma anã branca ultra-maciça incomum a cerca de 150 anos-luz de nós com uma composição atmosférica nunca vista antes, a primeira vez que uma anã branca mesclada foi identificada usando sua composição atmosférica como uma pista.
A descoberta, publicada hoje (2 de março) na revista Nature Astronomy, pode levantar novas questões sobre a evolução de estrelas massivas de anãs brancas e o número de supernovas em nossa galáxia.
Essa estrela, chamada WDJ0551 + 4135, foi identificada em uma pesquisa de dados do telescópio Gaia da Agência Espacial Européia. Os astrônomos acompanharam a espectroscopia feita usando o telescópio William Herschel, concentrando-se nas anãs brancas identificadas como particularmente massivas – um feito tornado possível pela missão Gaia. Ao quebrar a luz emitida pela estrela, os astrônomos conseguiram identificar a composição química de sua atmosfera e descobriram que ela tinha um nível incomumente alto de carbono presente.
O principal autor do estudo, Mark Hollands, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Esta estrela se destacou como algo que nunca vimos antes. Você pode esperar ver uma camada externa de hidrogênio, às vezes misturada com hélio, ou apenas um mistura de hélio e carbono.Você não espera ver essa combinação de hidrogênio e carbono ao mesmo tempo, pois deve haver uma espessa camada de hélio que proíbe isso.Quando olhamos para ele, não produzimos sentido.”
Para resolver o enigma, os astrônomos se tornaram detetives para descobrir as verdadeiras origens da estrela.
As anãs brancas são restos de estrelas como o nosso próprio Sol, que queimaram todo o combustível e liberaram as camadas externas. A maioria é relativamente leve, cerca de 0,6 vezes a massa do nosso Sol, mas este pesa 1,14 massas solares, quase o dobro da massa média. Apesar de ser mais pesado que o nosso Sol, ele é compactado em dois terços do diâmetro da Terra.
A idade da anã branca também é uma pista. Estrelas mais velhas orbitam a Via Láctea mais rapidamente que as mais jovens, e esse objeto está se movendo mais rápido que 99% das outras anãs brancas próximas com a mesma idade de resfriamento, sugerindo que essa estrela é mais velha do que parece.
O Dr. Hollands acrescenta: “Temos uma composição que não podemos explicar através da evolução estelar normal, uma massa duas vezes a média de uma anã branca e uma idade cinemática mais antiga do que a inferida pelo resfriamento. Temos certeza de como A estrela forma uma anã branca e não deve fazer isso. A única maneira de explicar é se foi formada através da fusão de duas anãs brancas. ”
A teoria é que quando uma estrela em um sistema binário se expande no final de sua vida útil, ela envolve seu parceiro, aproximando sua órbita à medida que a primeira estrela diminui. O mesmo acontecerá quando a outra estrela se expandir. Ao longo de bilhões de anos, a emissão de ondas gravitacionais encolherá ainda mais a órbita, a ponto de as estrelas se fundirem.
Embora se previsse a ocorrência de fusões de anãs brancas, essa seria particularmente incomum. A maioria das fusões em nossa galáxia ocorrerá entre estrelas com massas diferentes, enquanto essa fusão parece estar entre duas estrelas de tamanho semelhante. Há também um limite para o tamanho da anã branca resultante: em mais de 1,4 massa solar, acredita-se que ela explodiria em uma supernova, embora seja possível que essas explosões ocorram em massas um pouco mais baixas, portanto essa estrela é útil para demonstrar quão massiva uma anã branca pode obter e ainda sobreviver.
Como o processo de fusão reinicia o resfriamento da estrela, é difícil determinar quantos anos ela tem. A anã branca provavelmente se fundiu cerca de 1,3 bilhão de anos atrás, mas as duas anãs brancas originais podem ter existido por muitos bilhões de anos antes.
É uma das poucas anãs brancas fundidas a serem identificadas até agora, e a única através de sua composição.
O Dr. Hollands acrescenta: “Não existem muitas anãs brancas tão massivas, embora haja mais do que você esperaria ver, o que implica que algumas delas provavelmente foram formadas por fusões.
“No futuro, poderemos usar uma técnica chamada asteroseismologia para aprender sobre a composição central da anã branca a partir de suas pulsações estelares, o que seria um método independente para confirmar que essa estrela é formada por uma fusão.
“Talvez o aspecto mais empolgante desta estrela seja que ela quase não explodiu como uma supernova – essas explosões gigantescas são realmente importantes no mapeamento da estrutura do Universo, pois podem ser detectadas a distâncias muito grandes. No entanto, ainda há muita incerteza sobre que tipo de sistemas estelares chegam ao estágio da supernova Por mais estranho que pareça, medir as propriedades dessa supernova ‘falhada’ e futuras aparências, está nos dizendo muito sobre os caminhos para o eu termonuclear -aniquilação.”
Publicado em 04/03/2020 08h35
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