Para nós, as estrelas podem parecer joias lapidadas, brilhando friamente contra a escuridão aveludada do céu noturno. E para alguns deles isso pode realmente ser verdade.
À medida que um certo tipo de estrela morta esfria, ela gradualmente endurece e cristaliza. Os astrônomos encontraram alguém em nosso quintal cósmico fazendo exatamente isso: uma anã branca composta principalmente de carbono e oxigênio metálico a apenas 104 anos-luz de distância, cujo perfil de temperatura e massa sugere que o centro da estrela está se movendo para um “” “diamante cósmico denso e duro”. “, composto de carbono cristalizado e oxigênio.
A descoberta é detalhada em um artigo incluído no estudo Boletins Mensais da Royal Astronomical Society e disponível no site de pré-impressão arXiv.
“Neste trabalho, apresentamos a descoberta de um novo sistema quádruplo semelhante a Sirius a uma distância de 32 parsecs, consistindo em uma anã branca companheira cristalizadora do já conhecido triplo HD 190412”. Escreva uma equipe internacional de astrônomos liderado por Alexander Venner da University of Southern Queensland, na Austrália.
“Devido à sua associação com essas companheiras da sequência principal, esta é a primeira anã branca em cristalização cuja idade total pode ser determinada externamente. Aproveitamos esse fato tentando medir empiricamente um atraso de resfriamento causado pela cristalização do núcleo na anã branca.” .”
Todas as coisas no universo devem mudar. Qualquer estrela suspensa no firmamento, brilhando fortemente com a luz da fusão nuclear, um dia ficará sem combustível para seu fogo e evoluirá para algo novo.
Para a grande maioria das estrelas – aquelas com menos de oito massas solares, incluindo o Sol – esse algo é uma anã branca.
Quando o combustível acaba, a matéria externa da estrela é ejetada para o espaço circundante, e o núcleo restante, não mais suportado pela pressão externa criada pela fusão, colapsa em um objeto ultradenso do tamanho da Terra (ou da Terra). ). !), mas com uma massa de até 1,4 sóis.
A matéria nas estrelas anãs brancas é altamente comprimida, mas é impedida de colapsar ainda mais pelo que é conhecido como pressão de degeneração de elétrons. Dois elétrons não podem estar em estados idênticos, e isso impede que a anã branca se torne ainda mais densa, como visto em uma estrela de nêutrons ou buraco negro.
As anãs brancas são fracas, mas ainda brilham com o calor residual. Com o tempo, elas esfriam e espera-se que evoluam para as chamadas estrelas anãs negras, quando perdem todo o calor e se tornam um pedaço frio de carbono cristalizado.
Os cálculos indicam que esse processo leva muito tempo, aprox. um quatrilhão de anos (isso é um milhão de bilhões de anos); Como o universo tem apenas cerca de 13,8 bilhões de anos, não esperamos encontrar um tão cedo.
O que podemos fazer é identificar os sinais de cristalização começando nos núcleos das anãs brancas que vemos ao nosso redor.
Durante a cristalização, os átomos de carbono e oxigênio dentro da anã branca param de se mover livremente, formam ligações e se organizam em uma rede cristalina. Durante este processo, a energia é liberada, que é liberada na forma de calor.
Isso resulta em uma espécie de platô, ou desaceleração, no resfriamento das estrelas anãs brancas, que pode ser visto na cor e no brilho da estrela, fazendo com que pareça mais jovem do que realmente é.
Para medir com precisão o brilho de uma estrela, você precisa saber exatamente a que distância ela está. Isso se tornou muito melhor possível nos últimos anos, graças ao mapeamento estelar de alta precisão da missão Gaia.
Isso significa que agora podemos identificar anãs brancas cristalizadas com muito mais certeza.
Venner e seus colegas usaram os dados do Gaia para procurar vários sistemas estelares, identificando estrelas cuja conexão com outras pode não ter sido clara.
E eles descobriram que uma estrela anã branca recentemente descoberta (lembre-se, essas coisas são muito fracas) foi associada gravitacionalmente com o que se pensava ser uma estrela. Sistema de três estrelascom a designação HD 190412.
A descoberta da anã branca, agora chamada de HD 190412 C, transformou o trigêmeo em um quádruplo, mas havia mais coisas acontecendo. Suas propriedades sugerem que está passando por um processo de cristalização.
Se é assim ou não O cristal anã branca é diamante É desconhecido; A densidade das anãs brancas é de cerca de 1 milhão de quilos por metro cúbico, enquanto a densidade do diamante é de cerca de 3.500 quilos por metro cúbico. Alótropos mais densos existem de carbono; Por outro lado, existem muitos diamantes no espaço.
As outras três estrelas no sistema permitiram à equipe restringir externamente a idade da anã branca – algo nunca feito antes em uma conhecida anã branca em cristalização.
A idade do sistema é de cerca de 7,3 bilhões de anos. A idade da anã branca parece ser de cerca de 4,2 bilhões de anos. A discrepância é de 3,1 bilhões de anos, sugerindo que a taxa de cristalização diminuiu a taxa de resfriamento da anã branca em cerca de 1 bilhão de anos, dizem os pesquisadores.
A datação por si só não é suficiente para mudar nossos modelos de cristalização de anãs brancas, mas a descoberta e sua proximidade com a Terra sugerem que pode haver muitos outros sistemas que podemos usar para medir esse processo fascinante.
“Nós propomos que a descoberta deste sistema em apenas 32 parsecs indica que sistemas semelhantes semelhantes a Sirius contendo anãs brancas cristalizantes provavelmente serão numerosos. Descobertas futuras poderiam, portanto, permitir testes mais fortes de modelos de cristalização de anãs brancas”. escreva os pesquisadores.
“Concluímos que a descoberta do sistema HD 190412 abriu um novo caminho para a compreensão da cristalização das anãs brancas.”
A pesquisa foi incluída no Boletins Mensais da Royal Astronomical Societye está disponível em arXiv.
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