AS ESTRELAS ANÃS BRANCAS

Segundo a universidade, cientistas observavam a estrela NLTT 11748, uma das poucas anãs brancas com núcleo de hélio e pequena massa e que é estudada devido às suas variações de brilho. Rápidos registros da estrela - com cerca de um minuto de exposição cada - mostraram que ela parecia enfraquecida.

Na noite seguinte, os cientistas observaram eclipses de cerca de três minutos e identificaram o sistema estelar binário. Cinco semanas depois, eles utilizaram observações do telescópio Keck, no Havaí, para entender melhor o sistema da NLTT 11748 e de sua companheira, outra anã branca que é menos brilhante, mas tem maior massa. 

 

Anãs brancas são os restos densos de estrelas como o Sol que tiveram seu combustível nuclear esgotado. Elas costumam ter dimensões parecidas com as da Terra e geralmente têm um núcleo denso e formado de carbono e oxigênio.

Contudo, uma das estrelas - a NLTT 11748 - é uma anã branca de núcleo de hélio, um tipo relativamente raro de estrela descoberto há mais de 20 anos. Teorias afirmam que esse tipo de estrela nasceria mais quente e maior que outras anãs brancas. Contudo, até agora, ninguém havia conseguido medir o seu tamanho, mas as observações dos astrônomos da Califórnia comprovariam essa teoria.

Enquanto a anã de hélio tem cerca de 10% a 20% da massa do Sol, a outra tem cerca de 70% da massa da nossa estrela, mas é composta basicamente de carbono e oxigênio. Por outro lado, a de hélio é muito maior que a segunda e é cerca de 30 vezes mais brilhante.

Segundo os cientistas, o aparecimento desse sistema seria resultado da interação entre as duas estrelas. "A formação deste sistema binário com uma anã branca de hélio com uma massa extremamente pequena teria que ser o resultado de interações e perda de massa entre as duas estrelas originais", diz o cientista Steve Howell.

"Uma possibilidade particularmente intrigante é ponderar o que irá acontecer entre 6 e 10 bilhões de anos. (...) Este sistema binário está emitindo ondas gravitacionais a uma taxa que vai forçar as duas anãs brancas a fazerem contato. O que acontecerá, ninguém sabe", diz o professor Lars Bildsten.

As belíssimas nebulosas planetárias que observamos no espaço não permanecerão deste modo para sempre. Seu gás vai aos poucos sendo incorporado ao meio interestelar e, após um período de cerca de 5000 anos, a nebulosa planetária estará completamente dispersa no espaço. Mas, o que acontece com a estrela residual, aquela estrela central que continuou a existir a despeito da grande ejeção de massa feita pela estrela gigante vermelha primordial?

NEBULOSA PLANETÁRIA

A estrela residual do processo de formação de uma nebulosa planetária possui uma luminosidade similar àquela apresentada pelas estrelas gigantes vermelhas, L ~ 103 Lsol, e, portanto, fica localizada no canto superior esquerdo do diagrama H-R.

No entanto, ao mesmo tempo em que o gás da nebulosa planetária vai se dispersando no meio interestelar, a estrela central residual passa por vários processos, lentos mas inexoráveis, que a levam ao final de sua existência como estrela. Já vimos que esta estrela possui uma região central composta de matéria degenerada. Sua única região ainda não degenerada e que, portanto, ainda é capaz de realizar reações nucleares, é uma fina concha de matéria que reveste esta região central.

À medida que as reações nucleares vão ocorrendo nesta concha o gás de elétrons livres da estrela ficam cada vez mais degenerado até que o material da concha praticamente se extingue. Neste momento a estrela é completamente degenerada e toda a sua estrutura é suportada pela pressão de degeneração dos elétrons. As reações nucleares que ocorriam na concha eram as únicas fontes de energia da estrela.

Vemos então que, à medida que os processos nucleares vão diminuindo a luminosidade da estrela também diminui , a estrela definha à medida que esfria. Deste modo, toda estrela que é residual do processo de formação de uma nebulosa planetária vai aos poucos perdendo a sua luminosidade até se transformar numa estrela anã branca.

AS PROPRIEDADES DAS ESTRELAS ANÃS BRANCAS

AO CENTRO A TRANSFORMAÇÃO PARA UMA ANÃ BRANCA

Aproximadamente 10% das estrelas pertencentes à nossa Galáxia são estrelas anãs brancas. A imagem abaixo, obtida pelo Hubble Space Telescope da NASA/ESA nos mostra, envoltas por círculos, um grande número de estrelas anãs brancas descobertas no aglomerado globular M4. Este aglomerado é o mais próximos da Terra, situado a uma distância de 7000 anos-luz de nós. É um aglomerado grande, com mais de 100000 estrelas, predominantemente estrelas gigantes vermelhas. A imagem mostra 8 estrelas

anãs brancas das 75 que o Hubble Space Telescope detectou em uma pequena área de apenas 0,63 anos-luz de diâmetro. Acredita-se que este aglomerado possua cerca de 40000 estrelas anãs brancas.

Aglomerado de estrelas anã

Uma das mais famosas estrelas anãs brancas é a estrela Sirius B. O sistema estelar de Sirius está localizado a cerca de 8,6 anos-luz da Terra. Este é um sistema binário que envolve a estrela mais brilhante do céu, Sirius A, uma estrela que possue duas vezes mais massa do que o nosso Sol. Sua companheira é uma estrela anã branca, Sirius B, com uma temperatura superficial de cerca de 25000 K. A estrela anã branca Sirius B tem uma massa igual à massa do Sol e seu diâmetro é apenas 90% do diâmetro da Terra! A gravidade sobre a sua superfície é cerca de 400000 vezes superior àquela que sentimos no nosso planeta. Na imagem abaixo, obtida pelo Chandra X-Ray Observatory, um dos mais bem sucedidos observatórios espacial lançados pela NASA, vemos Sirius B (a fonte mais brilhante!) e Sirius A observadas em raios X. Quando observadas na região espectral do visível a luminosidade de Sirius A é 10000 vezes mais forte do que a de Sirius B.

Dois aspectos muito importantes na tabela acima:

Algumas estrelas muito pesadas que evoluem para nebulosas planetárias têm que ejetar bastante matéria no meio interestelar para deixar uma estrela residual com apenas 1,0 massa solar .

Como a estrela remanescente de uma nebulosa planetária tem uma luminosidade de 103Lsol e uma estrela anã branca tem uma luminosidade de 10-3Lsol , vemos o grande caminho que ela percorre em termos de perda de luminosidade, ocasionado pelo contínuo aumento da sua região central formada por matéria degenerada e diminuição da energia gerada pelas reações nucleares .

O DESTINO DAS ESTRELAS ANÃS BRANCAS

 A estrela anã branca continua a esfriar mas este processo de esfriamento é lento. Ela levará bilhões de anos até irradiar para o espaço toda a energia térmica que possui no seu interior e a razão deste longo tempo é o fato de que ela possui uma área superficial muito pequena.

A estrela anã branca lentamente se moverá para baixo e para a direita à medida que esfria.

Quando o processo de esfriamento termina, a estrela anã branca não emite mais radiação na região espectral do visível.

Consequentemente, ela desaparece da nossa vista. A estrela agora é um objeto frio que vaga pelo espaço. A este objeto final, resultado do desaquecimento de uma estrela anã branca, alguns astrônomos dão o nome de "anã negra".

Anã Negra

 As estrelas anãs brancas são muito pequenas. Ela tem, aproximadamente, o tamanho da Terra. No entanto, devido à sua matéria estelar, este tipo de estrela possui uma densidade da ordem de 1 milhão de gramas por centímetro cúbico. Isto é equivalente a esmagar um automóvel Volkswagen até que ele fique com um volume de um centímetro cúbico. Se você tirasse uma colher de chá de matéria de uma estrela anã branca, esta quantidade tão pequena de matéria pesaria o equivalente a uma tonelada no nosso planeta.

UMA ESTRELA DESCOBERTA POR TEÓRICOS

Subrahmanyan Chandrasekhar

 Toda a teoria das estrelas anãs brancas foi desenvolvida pelo astrofísico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar em 1931. Este jovem astrofísico apresentou o seu trabalho original na Royal Society em Londres, onde foi duramente criticado pelo astrofísico Arthur Eddington, um dos maiores cientistas da época. Mais tarde provou-se que a teoria de Chandrasekhar estava correta.

A mais importante descoberta de Chandrasekhar foi o fato de que nem todas as estrelas terminam a sua existência como anãs brancas. Aquelas que mantêm uma massa acima de um certo limite, que hoje é conhecido como o limite de Chandrasekhar, não conseguem parar o colapso gravitacional.

A teoria desenvolvida por Chandrasekhar e que hoje sabemos ser correta nos diz que:

Se uma estrela central de uma nebulosa planetária tem massa menor do que 1,4 massas solares ela evolui, tornando-se cada vez mais degenerada e finalmente se estabiliza como uma estrela anã branca.

Uma surpresa: um sistema triplo com uma pulsar, uma estrela anã branca e um planeta!

A imagem abaixo mostra a pequena região marcada com um retângulo verde no aglomerado globular M4 ampliada no lado direito pelo Hubble Space Telescope. A seta assinala uma estrela anã branca que está em órbita em torno de um pulsar chamado PSR B1620-26 (não visível na imagem). Este sistema possui uma terceira componente cuja natureza, durante mais de uma década, intrigou os astrônomos.

 O Hubble Space Telescope conseguiu revelar que este terceiro componente é um objeto com uma massa 2,5 vezes superior à do planeta Júpiter. Os astrônomos acreditam que se trata de um planeta que se formou junto com a estrela anã branca.

O FILÓSOFO