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Uma estrela à beira da eternidade

A anã vermelha 2MASS J0523-1403 continuará brilhando muito depois da morte as suas colegas. Crédito: Cerro Tololo Inter-American Observatory 0.9-meter Telescope, Sergio Dieterich

A anã vermelha 2MASS J0523-1403 continuará brilhando muito depois da morte as suas colegas. Crédito: Cerro Tololo Inter-American Observatory 0.9-meter Telescope, Sergio Dieterich

Muitas das pessoas que hoje consideramos “estrelas” terão apenas seus 15 minutos de fama. Para a inveja delas, astrônomos identificaram uma verdadeira estrela, uma cujo brilho poderá viver mais do que a maioria das suas colegas estrelas.

Nosso Sol, por exemplo, um jovem senhor com 4,6 bilhões de anos de idade, tornar-se-á uma anã branca em 7,8 bilhões de anos. Agora, pesquisadores afirmam que uma turva estrela vermelha ao sul da constelação de Órion viverá mais do que qualquer estrela já observada. Quem diz é o astrônomo Sergio Dieterich, da Universidade Estadual da Geórgia: “Na verdade, ela viverá por mais tempo do que a idade atual do universo por trilhões de anos, literalmente”.

Pode parecer estranho mas, quanto menor a massa com que uma estrela nasce, mais ela vive. A maior parte das estrelas, inclusive o Sol, cria sua energia a partir de reações de fusão nuclear no seu interior, convertendo átomos de hidrogênio em átomos de hélio. Como esta sorte de estrela constitui a vasta maioria, os astrônomos as chamam de estrelas de sequência principal, para as quais a massa é paradoxal: por um lado, a massa lhes dá combustível; por outro, quanto mais massiva é a estrela, mais seu centro se aquece, o que acelera as reações nucleares. Assim, a estrela brilha mais, mas esgota seu combustível mais rapidamente.

As estrelas de sequência principal menos massivas e, portanto, mais longevas, nascidas com apenas entre 8 e 60 por cento da massa do Sol, são anãs vermelhas. Frias, fracas e pequenas, as anãs vermelhas são mais numerosas do que todas as demais estrelas em conjunto, porém, dado o brilho fraco que emitem, não é possível vê-las a olho nu.

No entanto, há um limite para o tamanho mínimo que uma estrela bem sucedida pode ter. Se surgir excessivamente pouco massiva, não se tornará uma anã vermelha, mas uma fracassada anã marrom. Uma anã marrom possui brilho vermelho — que vem do calor do seu nascimento e das reações nucleares que, mais tarde, definham — quando é jovem e, então, escurece. Já que uma anã marrom, na sua juventude, é semelhante a uma anã vermelha, é difícil distingui-las.

A fim de encontrar a linha divisória entre ambas, a equipe de Dieterich calculou os tamanhos de 63 anãs vermelhas e marrons próximas ao Sol. Os dois tipos nascem grandes, mas encolhem sob a força de sua própria gravidade. Uma estrela de sequência principal encolhe até que inflama sua fonte principal de combustível nuclear; quanto menor a massa com que nasce, menor fica, e mais tempo leva a sua contração. As anãs marrons, por terem menos massa do que as anãs vermelhas, levam ainda mais tempo para se contraírem, e aquelas que são jovens o bastante para brilhar significativamente são maiores do que as menores anãs vermelhas. Dessa forma, se alguém observar uma seleção de estrelas de sequência principal e de anãs marrons, os diâmetros devem decrescer conforme se passa dos brilhantes sóis amarelos para as turvas anãs brancas e, então, crescem quando se chega às anãs marrons.

Dieterich calculou os diâmetros a partir das luminosidades e temperaturas utilizando uma regra da física — a lei de Stefan-Boltzmann — que relaciona as três grandezas. As luminosidades exigiram a medição de distâncias precisas até as anãs vermelhas e marrons; as temperaturas foram obtidas a partir da observação da emissão de luz visível e infravermelha.

A partir disso, o pesquisador fez um diagrama que relacionava diâmetros e temperaturas. O diagrama, a ser detalhado em uma futura edição do periódico The Astronomical Journal, revelou um diâmetro mínimo de 8,6 por cento do diâmetro do Sol, mesmo tamanho do de Saturno. A menor estrela com este diâmetro é denominada 2MASS J0523-1403, e fica a 40 anos-luz de distância, na constelação de Lepus, ou Lebre. “Parece ser uma estrela banal que, por acaso, é a menor que encontramos e que, portanto, provavelmente tem a menor massa”, diz Dieterich. Segundo ele, esta estrela está logo acima da linha divisória entre as bem sucedidas e as que fracassaram, pois ele observou que objetos mais frios são ligeiramente maiores.

Por conta da sua reduzida massa, a estrela brilha debilmente. Se substituísse nosso Sol, pareceria mais fraca do que a Lua cheia. A estrela leva quase um ano para gerar a mesma quantidade de energia que o Sol emite a cada hora. Já se a sua massa representar meramente 8% da massa solar, ela deverá viver por 12 trilhões de anos, ficando mais quente e brilhante enquanto converte seu hidrogênio em hélio. Por fim, se tornará laranja, mas nunca chegará a 1% da luminosidade atual do Sol. Depois disso, vai se resfriar e apagar.

A 2MASS J0523-1403 possui uma temperatura de 2.075 kelvin, muito abaixo dos 5.780 kelvin do Sol. Porém, modelos teóricos preveem que a linha divisória entre as anãs vermelhas e marrons deveria ocorrer a temperaturas muito mais baixas. A propósito, J. Davy Kirkpatrick, astrônomo do Instituto de Tecnologia da Califórnia, põe em dúvida os resultados de Dieterich, em parte porque o número de estrelas que sua equipe estudou é pequeno. “Você está meio que à mercê de flutuações estatísticas”, afirma Kirkpatrick. “O que ele realmente precisa fazer é tomar uma amostra maior e ir [a temperaturas menores], e ver se este raio mínimo que ele encontrou, de fato, se mantêm”. Não por acaso, Dieterich planeja observar mais estrelas nas vizinhanças do Sol, o que levará alguns anos, pouco tempo, se comparado à expectativa de vida da estrela vermelha que sua equipe ressaltou.

Fonte: Scientific American

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This entry was posted on 10 de Janeiro de 2014 by in Astronomia and tagged , , , .

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