Dados capturados pela espaçonave Gaia da ESA mostraram pela primeira vez como anãs brancas, os restos mortos de estrelas como o nosso Sol, se transformam em esferas sólidas depois que o gás quente dentro delas esfria.
Este processo de solidificação ou cristalização de material dentro das anãs brancas foi previsto há 50 anos, mas os astrônomos não foram capazes de observar o suficiente desses objetos para ver uma amostra que revelasse esse processo.
“Costumávamos ter apenas algumas centenas de anãs brancas e muitas delas estavam em grupos com aproximadamente a mesma idade”, diz Pierre-Emmanuel Tremblay, da University of Warwick, Reino Unido, principal autor do artigo que descreve os resultados.
Com a ajuda do Gaia, conseguimos mais informações. Muitos dados foram recebidos de diferentes objetos com diferentes distâncias, brilho e cor. Estas são centenas de milhares de anãs brancas no disco externo da Via Láctea, com diferentes massas e idades.
É ao estimar com precisão a distância a essas estrelas que Gaia está fazendo uma descoberta, permitindo aos astrônomos medir seu brilho real com precisão sem precedentes.
(A foto principal mostra uma anã branca, um remanescente morto de uma estrela como o nosso Sol, com um núcleo sólido cristalizado.)
Anãs brancas são os restos de estrelas de tamanho médio semelhantes ao nosso sol. Depois que essas estrelas queimaram todo o combustível nuclear de seu núcleo, elas liberaram suas camadas externas, deixando para trás um núcleo quente que começa a esfriar.
Esses remanescentes superdensos ainda emitem radiação térmica à medida que esfriam e são visíveis aos astrônomos como objetos bastante tênues. Estima-se que até 97% das estrelas na Via Láctea acabarão se transformando em anãs brancas, enquanto as mais massivas acabarão sendo estrelas de nêutrons ou buracos negros.
Vídeo promocional:
O resfriamento das anãs brancas leva bilhões de anos. Ao atingir uma determinada temperatura, a matéria inicialmente quente dentro do núcleo da estrela começa a se cristalizar, tornando-se sólida. O processo é semelhante à transformação de água líquida em gelo na Terra a temperaturas zero, exceto que a temperatura na qual essa solidificação ocorre nas anãs brancas é extremamente alta -
cerca de 10 milhões de graus Celsius.
Neste estudo, os astrônomos analisaram mais de 15.000 remanescentes estelares candidatos a 300 anos-luz da Terra. Gaia foi capaz de ver essas anãs brancas em cristalização como um grupo distinto.
“Vimos um grande número de anãs brancas de diferentes cores e tonalidades que não tinham relação entre si em termos de evolução”, diz Pierre-Emmanuel.
“Percebemos que esta não é uma população separada de anãs brancas, mas o efeito de resfriamento e cristalização previsto há 50 anos."
O calor liberado durante o processo de cristalização, que dura vários bilhões de anos, parece retardar a evolução das anãs brancas.
“As anãs brancas têm sido tradicionalmente usadas para a datação de populações estelares, como aglomerados de estrelas,” explica Pierre-Emmanuel.
“Agora precisamos desenvolver melhores modelos de cristalização para obter estimativas mais precisas da idade desses sistemas."
Nem todas as anãs brancas se cristalizam na mesma proporção. Estrelas mais massivas esfriam mais rápido e atingem temperaturas nas quais a cristalização ocorre em cerca de um bilhão de anos. Anãs brancas de menor massa, mais próximas do estágio final esperado do Sol, esfriam mais lentamente, levando até seis bilhões de anos para se transformar em esferas sólidas mortas.
O sol ainda tem cerca de cinco bilhões de anos antes de se tornar uma anã branca, e os astrônomos estimam que levará outros cinco bilhões de anos depois disso para esfriar e se tornar uma esfera cristalina.
“Este resultado sublinha a versatilidade de Gaia e as suas muitas aplicações,” afirma Timo Prusti, Cientista do Projecto Gaia da ESA.
