A descoberta de uma nova anã branca ‘impossível’ sugere que elas podem ser mais comuns do que se pensava.
Os cientistas descobriram uma estrela anã branca incrivelmente estranha e “impossível” em uma descoberta que sugere que esses objetos são ainda mais comuns do que se suspeita – ou que algo ainda mais estranho está acontecendo.
As anãs brancas são núcleos estelares deixados para trás por estrelas como o nosso sol. À medida que essas estrelas ficam sem combustível, elas perdem suas camadas externas e deixam para trás um núcleo que esfria por bilhões de anos. A massa da anã branca é baseada na da estrela original, que por sua vez reflete sua idade.
Essas relações significam que os pesquisadores podem usar a massa de uma anã branca para calcular sua idade. E na última década, os astrônomos descobriram cerca de 100 anãs brancas com massas tão baixas que parecem ser mais antigas do que o universo de 14,8 bilhões de anos.
Até agora, os astrônomos abordaram esse dilema observando que quase todos esses objetos ocorrem com uma estrela companheira que pode estar sugando parte da massa da anã branca, fazendo com que pareça mais velha do que realmente é. Mas um punhado muito pequeno dessas anãs brancas de massa extremamente baixa não tem companheiros para culpar por sua mudança de massa, levantando a questão de como esses objetos podem existir.
Em uma nova pesquisa, os cientistas descrevem a descoberta de uma anã branca de massa extremamente baixa que tem um companheiro, mas essa estrela está distante o suficiente para não ser capaz de roubar a massa da anã branca. Como as chances de encontrar um par com o instrumento usado pelos cientistas são muito baixas, a descoberta pode significar que anãs brancas ‘impossíveis’ são muito mais comuns do que se imaginava anteriormente.
“Essa descoberta sugere que falta algo em nosso entendimento atual sobre a formação de anãs brancas de baixa massa e / ou interações binárias”, disse Kento Masuda, principal autor de um novo artigo que descreve a pesquisa e um astrônomo da Universidade de Princeton, disse ao Space.com pela Space.com o email.
O quebra-cabeça das anãs brancas
Masuda e seus colegas usaram dados coletados pelo famoso instrumento de caça ao planeta da NASA, o telescópio espacial Kepler. Os cientistas encontraram milhares de planetas e candidatos a exoplanetas nos dados que o Kepler reuniu durante sua missão primária e estendida de nove anos. O instrumento vê planetas como mergulhos rítmicos no brilho de uma estrela. O escurecimento é causado pelo planeta deslizando entre a estrela e Kepler, chamado de trânsito.
Mas o telescópio espacial também produziu uma riqueza de descobertas astronômicas. No ano passado, Masuda e seus colegas notaram que a estrela do tipo G KIC 8145411 brilhava regularmente, uma inversão incomum de situações de trânsito. Se um par de estrelas em órbita se alinhar com a Terra, sua luz mudará quando uma estrela passa na frente da outra. Normalmente, a luz diminui, porque a luz total do sistema é reduzida enquanto uma estrela desaparece no verso.
No entanto, se uma das estrelas for compacta o suficiente, como uma anã branca, poderá dobrar a luz de sua estrela companheira quando passar na frente, atuando como uma lente para ampliar a superfície da estrela menos densa. Esse fenômeno, apelidado de auto-microlente quando ocorre em um binário, levaria a pulsos de brilho.
Os sistemas de auto-lente já são previstos há algum tempo, mas os cientistas não conseguiram identificar esse par até que Kepler pudesse estudar milhares de sistemas estelares simultaneamente ao longo do tempo. O primeiro sistema desse tipo foi descoberto em 2014; desde então, mais quatro foram encontrados, incluindo o KIC 8145411.
Mas a verdadeira surpresa veio quando Masuda e seus colegas giraram o telescópio Subaru no Havaí e o telescópio de 1,5 metro no Observatório Fred Whipple no Arizona no novo sistema encontrado.
Suas observações posteriores revelaram que a anã branca tinha cerca de um quinto da massa de nosso sol, bem dentro da classe de anãs brancas de massa extremamente baixa. Mas, para surpresa dos cientistas, a estrela companheira orbitou muito longe da anã branca para ter conseguido capturar sua massa. Outra coisa deve ser responsável por uma idade aparente tão baixa para a anã branca, concluíram os cientistas.
A grande reviravolta
É possível, eles acrescentaram, que a anã branca não seja uma anã branca, afinal. Os cientistas conseguiram determinar apenas a massa do objeto e que é relativamente pequena; a equipe não tem uma estimativa de tamanho firme. Essa incerteza significa que o objeto que enxerga a estrela pode realmente ser um buraco negro mais denso ou uma estrela de nêutrons que empacota a mesma massa em menos espaço. Existem dois argumentos contra uma origem mais exótica para o objeto pequeno, no entanto.
Primeiro, as anãs brancas são muito mais comuns do que buracos negros ou estrelas de nêutrons, tornando-as estatisticamente mais propensas a serem a companheira misteriosa. Talvez o mais preocupante é que os astrofísicos não têm uma boa explicação para a formação de uma estrela de nêutrons de baixa massa ou um buraco negro, disse Masuda, e também não encontraram nenhum pequeno exemplo, ao contrário das anãs brancas de massa extremamente baixa.
“Admito que esse argumento pode não ser totalmente convincente, já que não temos uma boa explicação sobre como essa anã branca foi formada de qualquer maneira”, disse ele.
Se o KIC 8145411 orbitar com uma anã branca, isso poderá levar os astrônomos a dar uma olhada no que achamos que sabemos sobre como as anãs brancas se formam e como elas interagem com os companheiros.
“A evolução de uma única estrela não pode explicar uma anã branca [de massa extremamente baixa], então supõe-se que as interações com um binário próximo desempenhem um papel importante”, disse Masuda. “Mas, novamente, esse cenário de interação binária falha em explicar a órbita observada do sistema KIC 8145411, porque a órbita não é tão próxima quanto a necessária para que esse cenário funcione. Portanto, algumas partes dessa história precisam ser modificadas – embora não saibamos ainda quais. “
Masuda disse que ele e seus colegas planejam continuar a caça a pequenas anãs brancas em binários semelhantes para aprender mais sobre suas propriedades.
“Espero que eles nos ajudem a resolver o quebra-cabeça apresentado pelo sistema KIC 8145411 e levem a [um] entendimento mais completo das anãs brancas em binários”, disse Masuda.
A pesquisa é descrita em um artigo publicado em 5 de agosto no The Astrophysical Journal Letters.
Publicado em 09/12/2019
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