quarta-feira, 7 de junho de 2023

ZTF J1901+1458: uma estrela anã branca "fora da curva"


As estrelas do tipo anã branca são uma fase final na evolução estelar de estrelas de baixa e média massa, como o nosso Sol. Elas representam o estágio final da vida de uma estrela após ter esgotado seu combustível nuclear.

Durante a maior parte de sua vida, uma estrela está em equilíbrio entre a força gravitacional que tende a colapsar a estrela e a pressão gerada pelas reações nucleares em seu núcleo, que tendem a expandi-la. No entanto, quando uma estrela de baixa ou média massa esgota o hidrogênio em seu núcleo, ela começa a passar por transformações.

Durante a fase de gigante vermelha, a estrela expande-se significativamente e aumenta sua luminosidade. Ela funde hélio em seu núcleo, formando elementos mais pesados. Eventualmente, a estrela expele suas camadas externas de gás, formando uma nebulosa planetária, e o núcleo remanescente se contrai para se tornar uma anã branca.

Uma anã branca é uma estrela extremamente densa, com uma massa comparável à do Sol, mas um tamanho muito menor, geralmente do tamanho da Terra. Ela é composta principalmente de carbono e oxigênio, embora possa conter traços de outros elementos. A densidade média de uma anã branca é incrivelmente alta, o que significa que uma colher de chá de material de uma anã branca teria uma massa de toneladas.

Uma das características mais notáveis das anãs brancas é a ausência de reações nucleares em seu núcleo. Elas são sustentadas apenas pela pressão de degenerescência dos elétrons, conhecida como pressão de degenerescência eletrônica. Essa pressão é o resultado do princípio da exclusão de Pauli, que impede que os elétrons ocupem os mesmos estados quânticos. A pressão de degenerescência equilibra a gravidade e mantém a anã branca estável.

Com o tempo, as anãs brancas resfriam-se gradualmente, diminuindo sua luminosidade. Eventualmente, elas se tornam anãs negras, quando não emitem mais radiação detectável. Um parêntese: uma anã negra é um remanescente estelar teórico, especificamente uma estrela anã branca que se resfriou suficientemente de modo a não mais emitir significativamente calor ou luz. Como se calcula que o tempo requerido para uma anã branca atingir este estado seja maior do que a atual idade do universo (13,8 bilhões de anos), não se espera que alguma anã negra já exista no universo, e a temperatura das anãs brancas mais frias é um dos limites observacionais da idade do universo.

As anãs brancas desempenham um papel importante na astrofísica, pois são objetos comuns em nossa galáxia. Elas são usadas para determinar a idade de aglomerados estelares, estudar a evolução estelar e podem até mesmo desempenhar um papel na explosão de supernovas do Tipo Ia, que são utilizadas como "velas padrão" para medir distâncias cósmicas. 

------------ ZTF J1901+1458

 Em uma descoberta recente, astrônomos acabam de constatar que anã branca ZTF J1901+1458 é uma estrela "fora da curva": possui a maior massa para este tipo de estrela (cerca de 1,35 vezes a massa do Sol - muito próximo do limite de massa de uma anã branca  - Limite de Chandrasekhar), ainda que com o menor tamanho (diâmetro). Além disso, essa estrela anã branca possui um campo magnético extremamente forte em comparação com suas semelhantes e realiza uma rotação completa em apenas 7 minutos. Essa anã branca tem um raio de aproximadamente 1.800 km, um pouco maior que a nossa Lua. Essa estrela está a cerca de 135 anos-luz de distância e aproximadamente na direção de Epsilon Aquilae. 

Obs: ZTF: Zwicky Transient Facility.

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