1061: Observada uma explosão numa anã branca

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de uma bola de fogo de raios-X numa estrela anã branca.
Crédito: Colaboração eROSITA/Annika Kreikenbohm

Quando estrelas como o nosso Sol utilizam todo o seu combustível, encolhem para formar anãs brancas. Por vezes, essas estrelas mortas voltam à vida numa explosão super-quente e produzem uma bola de fogo de raios-X. Uma equipa de investigação de vários institutos alemães pôde agora observar pela primeira vez uma tal explosão de raios-X.

“Foi, até certo ponto, uma feliz coincidência,” explica Ole König do Instituto Astronómico da Universidade de Erlangen-Nuremberga no observatório Dr. Karl Remeis em Bamberg, que publicou um artigo sobre esta observação na reputada revista Nature, juntamente com o professor Dr. Jörn Wilms e uma equipa de investigação do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, da Universidade de Tubinga, da Universidade Politécnica da Catalunha em Barcelona e do Instituto Leibniz para Astrofísica em Potsdam.

“Estes flashes de raios-X duram apenas algumas horas e são quase impossíveis de prever; e o instrumento de observação tem que estar apontado directamente para a explosão na altura certa,” explica o astrofísico.

O instrumento neste caso é o telescópio de raios-X eROSITA, que se encontra actualmente a um milhão e meio de quilómetros da Terra e tem vindo a vigiar o céu em busca de raios-X suaves desde 2019. No dia 7 de Julho de 2020 mediu fortes raios-X numa área do céu que tinha sido completamente inconspícua quatro horas antes.

Quando o telescópio de raios-X examinou a mesma posição no céu quatro horas mais tarde, a radiação tinha desaparecido. Deduz-se que o flash de raios-X que anteriormente tinha sobre-exposto o centro do detector deve ter durado menos de oito horas.

Explosões de raios-X como esta foram previstas pela investigação teórica há mais de 30 anos, mas nunca tinham sido observadas directamente até agora. Estas bolas de fogo de raios-X ocorrem na superfície de estrelas que eram originalmente comparáveis em tamanho ao Sol antes de utilizarem a maior parte do seu combustível feito de hidrogénio e mais tarde hélio no interior dos seus núcleos.

Estes corpos estelares encolhem até que permaneçam “anãs brancas”, que são semelhantes à Terra em tamanho, mas contêm uma massa que pode ser semelhante à do nosso Sol. “Uma forma de imaginar estas proporções é pensar que o Sol tem o mesmo tamanho de uma maçã, o que significa que a Terra teria o mesmo tamanho que uma cabeça de alfinete orbitando à volta da maçã a uma distância de 10 metros,” explica Jörn Wilms.

“Estas chamadas ‘novas’ são muito comuns, mas a sua detecção durante os primeiros momentos em que a maior parte da emissão de raios-X é produzida é realmente difícil,” acrescenta o Dr. Victor Doroshenko da Universidade de Tubinga. “Não só a curta duração de um flash é um desafio, mas também o facto do espectro de raios-X emitidos ser muito suave.

Os raios-X suaves não são muito energéticos e são facilmente absorvidos pelo meio interestelar, pelo que não podemos ver muito longe nesta banda, o que limita o número de objectos observáveis, seja uma nova ou uma estrela vulgar. Os telescópios são normalmente concebidos para serem mais eficazes em raios-X mais duros, onde a absorção é menos importante e essa é exactamente a razão pela qual perderiam um evento como este!”, conclui Victor Doroshenko.

Os corpos estelares assemelham-se a pedras preciosas

Por outro lado, se encolhêssemos uma maçã ao tamanho de uma cabeça de alfinete, esta partícula minúscula reteria a massa comparativamente grande da maçã. “Uma colher de chá de matéria do interior de uma anã branca tem facilmente a mesma massa que um grande camião,” continua Jörn Wilms.

Uma vez que estas estrelas queimadas são principalmente constituídas por oxigénio e carbono, podemos compará-las com diamantes gigantescos que têm o mesmo tamanho que a Terra flutuando no espaço. Estes objectos sob a forma de pedras preciosas são tão quentes que brilham de branco. Contudo, a radiação é tão fraca que é difícil de detectar da Terra.

A menos que a anã branca seja acompanhada por uma estrela que ainda esteja a arder, ou seja, ainda “viva”, e quando a enorme a atracção gravitacional da anã branca retira hidrogénio da casca de material dessa estrela que a acompanha. “Com o tempo, este hidrogénio pode recolher-se para formar uma camada de apenas alguns metros de espessura na superfície da anã branca,” explica o astrofísico Jörn Wilms.

Nesta camada, a enorme força gravitacional gera uma enorme pressão que é tão grande que faz com que a estrela se reacenda. Numa reacção em cadeia, em breve ocorre uma explosão durante a qual a camada de hidrogénio é expelida. Os raios-X de uma explosão como esta é o que atingiu os detectores do eROSITA no dia 7 de Julho de 2020, produzindo uma imagem sobre-exposta.

“A origem física da emissão de raios-X que vem das atmosferas das anãs brancas é relativamente bem compreendida e podemos modelar os seus espectros a partir dos primeiros princípios e em requintados detalhes. A comparação de modelos com observações permite depois aprender propriedades básicas destes objectos, como a massa, o tamanho ou a composição química,” explica o Dr. Valery Suleimanov da Universidade de Tubinga.

“O problema neste caso em particular foi, contudo, que após 30 anos sem fotões, de repente tivemos demasiados, o que distorceu a resposta espectral do eROSITA, que foi concebido para detectar milhões de objectos muito fracos em vez de um, mas muito brilhante,” acrescenta Victor Doroshenko.

“Usando os cálculos do modelo, que elaborámos originalmente enquanto apoiávamos o desenvolvimento do instrumento de raios-X, fomos capazes de analisar a imagem sobre-exposta com mais detalhe durante um processo complexo para obter uma visão dos bastidores de uma explosão de uma anã branca,” explica Jörn Wilms.

De acordo com os resultados, a anã branca tem mais ou menos a massa do nosso Sol e é, portanto, relativamente grande. A explosão gerou uma bola de fogo com uma temperatura de aproximadamente 327.000º C, tornando-se cerca de sessenta vezes mais quente do que o Sol.

“Estes parâmetros foram obtidos através da combinação de modelos de radiação de raios-X com os modelos de radiação emitida pelas anãs brancas muito quentes criados em Tubinga por Valery Suleimanov e Victor Doroshenko, e uma análise muito profunda da resposta do instrumento num regime muito fora das especificações realizada na Universidade de Erlangen-Nuremberga e no Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. Penso que ilustra muito bem a importância da colaboração na ciência moderna e a vasta gama de conhecimentos dentro do consórcio alemão eROSITA,” acrescenta o prof. Dr. Klaus Werner da Universidade de Tubinga.

Uma vez que estas novas ficam sem combustível muito rapidamente, arrefecem rapidamente e os raios-X tornam-se mais fracos até que eventualmente se tornam luz visível, que atingiu a Terra meio dia após a detecção do eROSITA e foi observada por telescópios ópticos.

“Apareceu então uma estrela aparentemente brilhante, que era na realidade a luz visível da explosão e tão brilhante que podia ser vista no céu nocturno a olho nu,” explica Ole König. Aparentemente, estrelas como esta foram observadas no passado e foram chamadas “nova stella” ou “estrela nova” por causa do seu aparecimento inesperado. Uma vez que estas novas só são visíveis após o flash de raios-X, é muito difícil prever tais surtos e é principalmente por acaso que atingem os detectores de raios-X. “Tivemos muita sorte,” conclui Ole König.

Astronomia On-line
17 de Maio de 2022


EU combati no mato, em África, na Guerra Colonial, durante quase dois anos,
os mercenários treinados por Cuba e armados, municiados e financiados
pela União Soviética (URSS) e China.

 

943: Astrónomos descobrem micro-novas, um novo tipo de explosão estelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

eso2207pt — Nota de Imprensa Científica

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), uma equipa de astrónomos observou um novo tipo de explosão estelar — uma micro-nova. Estas explosões ocorrem na superfície de certas estrelas e podem queimar cerca de 3,5 mil milhões de Grandes Pirâmides de Gize de material estelar em apenas algumas horas.

Descobrimos e identificámos pela primeira vez algo a que estamos a chamar micro-nova,” explica Simone Scaringi, astrónomo na Universidade de Durham, Reino Unido, que liderou o estudo sobre estas explosões publicado hoje na revista Nature. “O fenómeno desafia o nosso entendimento de como é que as explosões termo-nucleares ocorrem nas estrelas. Pensávamos que já sabíamos isso, mas esta descoberta propõe-nos um modo completamente novo disto acontecer,” acrescenta.

As micro-novas são eventos extremamente poderosos, no entanto são também eventos pequenos à escala astronómica; são muito menos energéticos que as explosões estelares conhecidas como novas, as quais os astrónomos conhecem desde há séculos. Ambos os tipos de explosões ocorrem em anãs brancas, estrelas “mortas” com uma massa comparável à do nosso Sol, mas tão pequenas como o Terra em termos de tamanho, o que significa que são objectos muito densos.

Uma anã branca num sistema binário pode “roubar” material, essencialmente hidrogénio, à sua estrela companheira se ambas estiveram suficientemente próximas uma da outra. À medida que este gás vai caindo na superfície muito quente da estrela anã branca, os átomos de hidrogénio vão-se fundindo em hélio de modo bastante explosivo. Nas novas, estas explosões termo-nucleares ocorrem em toda a superfície estelar. “Tais detonações fazem com que toda a superfície da anã branca arda e brilhe intensamente durante várias semanas,” explica a co-autora do estudo, Nathalie Degenaar, astrónoma na Universidade de Amesterdão, Países Baixos.

As micro-novas são explosões semelhantes mas mais pequenas em escala e mais rápidas, durando apenas algumas horas. Ocorrem em algumas anãs brancas com campos magnéticos fortes, onde o material é encaminhado em direcção aos pólos magnéticos da estrela. “Vimos pela primeira vez que a fusão do hidrogénio também se pode dar de maneira localizada. O hidrogénio fica contido na base dos pólos magnéticos de algumas anãs brancas, de tal maneira que a fusão ocorre apenas nesses pólos magnéticos,” disse Paul Groot, co-autor do estudo e astrónomo na Universidade de Radbound, Países Baixos.

Isto leva a que bombas de micro-fusão expludam, com cerca de uma milionésima da força de uma explosão de nova; daí o nome de micro-nova,” continua Groot. Apesar do “micro” implicar que estes eventos são pequenos, não nos devemos deixar enganar: apenas uma destas explosões pode queimar aproximadamente 20 000 000 biliões de kg de matéria, ou seja, o correspondente a cerca de 3,5 mil milhões de Grandes Pirâmides de Gize [1].

Estas novas micro-novas desafiam a compreensão dos astrónomos no que concerne explosões estelares, podendo ser mais abundantes do que o que se pensava anteriormente. “Isto mostra bem como o Universo é dinâmico. Estes eventos podem ser, de facto, bastante comuns, mas como são extremamente rápidos acabam por ser difíceis de apanhar no momento do ato,” explica Scaringi.

A equipa descobriu inicialmente estas micro-explosões misteriosas quando estava a analisar dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. “Ao analisarmos os dados astronómicos recolhidos pelo TESS, descobrimos algo invulgar: um clarão de luz visível brilhante com a duração de apenas algumas horas. Ao investigarmos o fenómeno mais atentamente, descobrimos vários outros sinais semelhantes,” diz Degenaar.

A equipa observou três micro-novas com o TESS: duas em anãs brancas conhecidas e uma terceira que necessitou de mais observações, colectadas com o instrumento X-shooter montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, para se confirmar que se tratava também de uma anã branca.

Com a ajuda do VLT, descobrimos que todos estes clarões de luz visível eram produzidos por anãs brancas,” diz Degenaar. “Esta observação foi crucial para interpretarmos os nossos resultados e para a descoberta das micro-novas,” acrescenta Scaringi.

A descoberta de micro-novas junta-se ao repertório de explosões estelares conhecidas. A equipa quer agora capturar mais destes eventos elusivos, o que requer rastreios de larga escala e medições de seguimento rápidas. “Uma resposta rápida por telescópios tais como o VLT ou o New Technology Telescope do ESO e respectivos complementos de instrumentos disponíveis, permitir-nos-á investigar com mais detalhe o que são na realidade estas misteriosas micro-novas,” conclui Scaringi.

Esta imagem artística mostra um sistema binário, com uma anã branca (em primeiro plano) e uma estrela companheira (no fundo), onde podem ocorrer micronovas. A anã branca “rouba” matéria à sua estrela companheira, encaminhando esta matéria na direção dos seus pólos. Ao cair na superfície quente da anã branca, a matéria dá origem a uma explosão de micronova, explosão esta contida num dos pólos magnéticos da estrela.
Créditos:
Mark Garlick (http://www.markgarlick.com/)

Notas

[1] O peso da Grande Pirâmide de Gize no Cairo, Egipto (também conhecida por Pirâmide de Khufu ou Pirâmide de Quéops) é cerca de 5 900 000 000 kg, o que significa que 3,5 mil milhões destas pirâmides correspondem aproximadamente a 20 000 000 000 000 000 000 kg de matéria!

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo intitulado “Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs” (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) publicado na revista Nature. Um pequeno artigo (Letter) de seguimento intitulado “Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs” foi aceite para publicação na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A equipa é composta por S. Scaringi  (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Reino Unido [CEA]), P. J. Groot (Departamento de Astrofísica, Universidade de Radboud, Nijmegen, Países Baixos [IMAPP] e South African Astronomical Observatory, Cape Town, África do Sul [SAAO] e Department of Astronomy, University of Cape Town, África do Sul [Cape Town]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, Southampton, Reino Unido [Southampton]), A.J. Bird (Southampton) , E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Reino Unido), D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, África do Sul), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México), N. D. Degenaar (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Amesterdão, Países Baixos), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Itália), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Centro Astronómico Nicolaus Copernicus, Academia de Ciências Polaca, Varsóvia, Polónia e Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités, Paris, França), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, EUA e Department of Astronomy, University of Washington, Seattle, EUA [UW]), C. F. Manara (Observatório Europeu do Sul, Garching, Alemanha [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), F. X. Timmes (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Arizona, EUA, e Joint Institute for Nuclear Astrophysics – Center for the Evolution of the Elements, EUA).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do sub-milímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

ESO – European South Observatory
20 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética na Ucrânia


 

825: Investigadores mapeiam o movimento das anãs brancas na Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração de uma anã branca.
Crédito: NASA, ESA, STScI e G. Bacon (STScI)

As anãs brancas foram outrora estrelas normais semelhantes ao Sol, mas que colapsaram depois de esgotarem todo o seu combustível. Estes remanescentes interestelares têm sido historicamente difíceis de estudar. No entanto, um estudo recente da Universidade de Lund, na Suécia, revela novas informações sobre os padrões de movimento destas estrelas intrigantes.

As anãs brancas têm um raio de cerca de 1% do raio do Sol. Têm aproximadamente a mesma massa, o que significa que têm uma densidade surpreendente de cerca de 1 tonelada por centímetro cúbico. Após milhares de milhões de anos, as anãs brancas arrefecem até um ponto em que deixam de emitir luz visível e transformam-se nas chamadas anãs negras.

A primeira anã branca descoberta foi 40 Eridani A. É um corpo celeste brilhante a 16,2 anos-luz da Terra, rodeado por um sistema binário composto pela anã branca 40 Eridani B e pela anã vermelha 40 Eridani C. Desde que foi descoberta em 1783 que os astrónomos têm tentado aprender mais sobre as anãs brancas a fim de adquirirem uma compreensão mais profunda da história evolutiva da nossa Galáxia.

Num estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de investigação apresentou novas descobertas sobre a forma como as estrelas colapsadas se movem.

“Graças às observações do telescópio espacial Gaia, conseguimos pela primeira vez revelar a distribuição tridimensional da velocidade para o maior catálogo de anãs brancas até à data. Isto dá-nos uma imagem detalhada da sua estrutura de velocidade com detalhes inigualáveis”, diz Daniel Mikkola, estudante de doutoramento em astronomia na Universidade de Lund.

Graças ao Gaia, os investigadores mediram posições e velocidades para cerca de 1,5 mil milhões de estrelas. Mas só recentemente foram capazes de se concentrar completamente nas anãs brancas na vizinhança solar.

“Conseguimos mapear as velocidades das anãs brancas e os padrões de movimento. O Gaia revelou que existem duas sequências paralelas de anãs brancas ao olhar para a sua temperatura e brilho. Se as estudarmos separadamente, podemos ver que elas provavelmente se movem de modo diferente, provavelmente como consequência de terem massas e vidas diferentes,” diz Daniel Mikkola.

Os resultados podem ser utilizados para desenvolver novas simulações e modelos para continuar a mapear a história e desenvolvimento da Via Láctea. Através de um maior conhecimento das anãs brancas, os investigadores esperam ser capazes de esclarecer uma série de pontos de interrogação em torno do nascimento da Via Láctea.

“Este estudo é importante porque aprendemos mais sobre as regiões mais próximas na nossa Galáxia. Os resultados também são interessantes porque a nossa própria estrela, o Sol, irá um dia transformar-se numa anã branca como 97% de todas as estrelas na Via Láctea,” conclui Daniel Mikkola.

Astronomia On-line
29 de Março de 2022

Impressão de artista do Gaia a mapear as estrelas da Via Láctea.
Crédito: ESA/ATG medialab; fundo – ESO/S. Brunier

 



 

596: Há um novo tipo de estrela. E está coberta de cinzas de hélio queimadas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Mark Garlick / University of Warwick
Impressão de artista de duas anãs brancas em processo de fusão

Astrónomos alemães descobriram um novo tipo de estrela, coberta com o subproduto do hélio queimado, e que pode ter sido formada por um raro evento de fusão.

Segundo a Royal Astronomical Society, foi uma equipa de astrónomos alemães, liderados por Klaus Werner, professor da Universidade de Tübingen, que descobriu uma nova estrela.

Enquanto as estrelas normais têm superfícies compostas de hidrogénio e hélio, as estrelas descobertas pela equipa de Werner têm as suas superfícies cobertas de carbono e oxigénio, as cinzas da combustão de hélio — uma composição exótica para uma estrela.

A situação torna-se mais confusa à medida que as novas estrelas têm temperaturas e raios que indicam que ainda estão a queimar hélio nos seus núcleos — uma propriedade tipicamente observada em estrelas mais evoluídas do que as descobertas pela equipa de investigadores.

O estudo, publicado nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, deu origem a um segundo trabalho de um grupo de astrónomos da Universidade de La Plata e do Instituto Max Planck de Astrofísica, que oferece uma possível explicação para a formação no novo tipo de estrelas.

“Acreditamos que as estrelas descobertas pelos nossos colegas alemães possam ter-se formado numa espécie muito rara de fusão estelar entre duas estrelas anãs brancas”, explica Miller Bertolami, do Instituto de Astrofísica de La Plata, autor principal do segundo trabalho.

As anãs brancas são os restos de estrelas maiores que esgotaram o seu combustível nuclear, e são, geralmente, muito pequenas e densas.

Sabe-se que as fusões estelares ocorrem entre anãs brancas em sistemas binários próximos, devido à diminuição da órbita causada pela emissão de ondas gravitacionais.

“Normalmente, as fusões entre anãs brancas não levam à formação de estrelas enriquecidas em carbono e oxigénio”, explica Miller Bertolami, “mas acreditamos que, para sistemas binários formados com massas muito específicas, uma anã branca rica em carbono e oxigénio pode ser perturbada e acabar em cima de uma anã rica em hélio, levando à formação destas estrelas“.

No entanto, nenhum modelo estelar actual pode explicar completamente as estrelas recentemente descobertas.

A equipa precisa de estudar melhor o fenómeno para conseguirem avaliar se estas fusões podem realmente acontecer.

Estes modelos poderiam não só ajudar a equipa a compreender melhor estas estrelas, mas também fornecer uma melhor visão da evolução tardia dos sistemas binários e da forma como as suas estrelas trocam massa à medida que evoluem.

Até que os astrónomos desenvolvam modelos melhores para a evolução das estrelas binárias, a origem das estrelas cobertas de hélio será alvo de debate.

“Normalmente esperamos que as estrelas com estas composições de superfície já tenham terminado de queimar hélio nos seus núcleos, e estejam a caminho de se tornarem anãs brancas. Estas novas estrelas são um grande desafio à nossa compreensão da evolução estelar“, explica o Professor Werner.

Alice Carqueja
19 Fevereiro, 2022



 

579: Esta é a primeira vez que uma anã branca desfaz completamente um planeta

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/NECROPLANTOLOGIA/ASTRONOMIA

(dr) NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva
Ilustração de destroços rochosos à volta de uma anã branca

Os buracos negros podem ser conhecidos pelas suas “tendências gulosas”, mas não são as únicas estrelas mortas capazes de causar destruição.

De acordo com a Science Alert, há anos que se têm vindo a coleccionar provas de que as estrelas anãs brancas também têm uma propensão para devorar objectos — e acontece nos seus próprios planetas.

Pela primeira vez, os astrónomos conseguiram encontram esse fenómeno através da luz de raios X, à medida que o material do planeta cai no núcleo estelar.

Finalmente vimos material a entrar na atmosfera da estrela“, diz o astrofísico Tim Cunningham, da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

“É a primeira vez que conseguimos obter uma taxa de acreção que não depende de modelos detalhados da atmosfera da anã branca”, explica o especialista.

As anãs brancas, tal como as estrelas de neutrões e os buracos negros, são os núcleos de estrelas em colapso, que atingiram o fim da sua vida útil principal quando ficaram sem combustível para a fusão nuclear.

O que as diferencia é a massa. As anãs brancas são os núcleos de estrelas precursoras até oito vezes a massa do Sol, e as estrelas de neutrões e os buracos negros são de estrelas mais maciças.

Durante o fim da sua vida, uma estrela moribunda ejecta a maior parte do seu material para o exterior. No entanto, os exoplanetas foram avistados em órbita com anãs brancas. E, nos últimos anos, os astrónomos têm detectado sinais de que as anãs brancas podem também ter vindo a acumular (ou a formar) exoplanetas.

Nas atmosferas destas estrelas mortas, foram observados indícios de elementos realmente surpreendentes como ferro, cálcio, e magnésio.

São pesados o suficiente para desaparecerem, afundando-se no interior denso da anã branca. Essas estrelas são conhecidas como “poluídas”, e o estudo dos seus exoplanetas devorados, baseado na análise espectroscópica da luz das estrelas, é conhecido como necroplantologia.

“Anteriormente, as medições das taxas de acreção têm usado a espectroscopia e têm estado dependentes de modelos de anãs brancas”, explica Cunningham.

“Estes são modelos numéricos que calculam a rapidez com que um elemento se afunda da atmosfera para dentro da estrela, e que avisam quanto está a cair na atmosfera como uma taxa de acreção. Pode-se então calcular quanto de um elemento se encontrava no corpo de origem, seja um planeta, uma lua ou um asteróide“, sustenta o astrofísico.

Este novo estudo, publicado na Nature no dia 9, é diferente. Em vez de detectar elementos na atmosfera da anã branca, a equipa de investigação detectou luz de alta energia emitida quando o material do exoplaneta colidiu com a estrela.

Quando um objecto compacto, como uma anã branca ou um buraco negro acreta outro objecto, não é um evento limpo.

Em primeiro lugar, o corpo em órbita é perturbado — ou seja, as tensões gravitacionais, à medida que se aproxima demasiado da estrela morta destroem o objecto. Depois, este fluxo de material orbita a estrela, a partir de um disco para um evento de acreção prolongado.

Quando o material do exoplaneta morto bate na estrela a uma velocidade suficientemente elevada, gera um choque de plasma aquecido a temperaturas entre cerca de 100.000 a 1 milhão de graus Celsius. Instala-se então na superfície da anã branca e arrefece, emitindo raios X à medida que o faz.

A equipa de investigadores utilizou o Observatório de Raio X de Chandra, utilizado para detectar raios X de buracos negros e estrelas de neutrões, para estudar uma anã branca poluída chamada G 29-38, localizada a 57 anos-luz de distância.

Pensa-se que é relativamente jovem, tendo caído há apenas 600 milhões de anos. Estudos anteriores também sugerem que a anã branca está rodeada por um disco de detritos, e tem elementos pesados na sua atmosfera.

Os investigadores conseguiram isolar G 29-38 de outras fontes de raios X no céu, e encontraram o sinal de raios X gerado pela acreção.

O resultado confirma finalmente que as anãs brancas são, de facto, objectos bastante violentos, e dá aos astrónomos uma nova ferramenta para sondar estas interacções fascinantes.

“O que é realmente emocionante neste resultado é que estamos a trabalhar num comprimento de onda diferente, os raios X, e isso permite-nos sondar um tipo de física completamente diferente“, realça Cunningham.

“Esta detecção fornece a primeira prova de que as anãs brancas estão actualmente a acumular os restos de antigos sistemas planetários”, acrescenta.

“A sondagem fornece uma nova técnica, através da qual podemos estudar estes sistemas, oferecendo um vislumbre do destino provável dos milhares de sistemas exoplanetários conhecidos, incluindo o nosso próprio sistema Solar“, conclui.

  ZAP //

Alice Carqueja
15 Fevereiro, 2022