A primeira evidência direta de estrelas anãs brancas se solidificando em cristais foi descoberta por astrônomos da Universidade de Warwick, e nossos céus estão cheios delas.
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| Estrela anã branca no processo de solidificação. Crédito: Universidade de direitos autorais de Warwick / Mark Garlick |
Observações revelaram que remanescentes mortas de estrelas como o nosso Sol, chamadas de anãs brancas, têm um núcleo de oxigênio e carbono sólidos devido a uma transição de fase durante seu ciclo de vida semelhante à da água se transformando em gelo, mas a temperaturas muito mais altas. Isso poderia torná-los potencialmente bilhões de anos mais velhos do que se pensava anteriormente.
A descoberta, liderada pelo Dr. Pier-Emmanuel Tremblay, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, foi publicada na revista Nature e é amplamente baseada em observações feitas com o satélite Gaia da Agência Espacial Européia (ESA).
As estrelas anãs brancas são alguns dos objetos estelares mais antigos do universo. Elas são incrivelmente úteis para os astrônomos, pois seu ciclo de vida previsível permite que elas sejam usados como relógios cósmicos para estimar a idade dos grupos de estrelas vizinhas com um alto grau de precisão. Elas são os núcleos remanescentes das gigantes vermelhas depois que essas enormes estrelas morreram, derramaram suas camadas externas e estão constantemente esfriando à medida que liberam seu calor armazenado ao longo de bilhões de anos.
Os astrônomos selecionaram 15.000 candidatos anãs brancas em cerca de 300 anos-luz da Terra a partir de observações feitas pelo satélite Gaia e analisaram dados sobre as luminosidades e cores das estrelas.
Eles identificaram um acúmulo, um excesso no número de estrelas em cores específicas e luminosidades que não correspondem a nenhuma massa ou idade. Quando comparado com modelos evolucionários de estrelas, o acúmulo coincide fortemente com a fase em seu desenvolvimento em que o calor latente é previsto para ser liberado em grandes quantidades, resultando em uma desaceleração do seu processo de resfriamento. Estima-se que em alguns casos essas estrelas tenham retardado seu envelhecimento em até 2 bilhões de anos, ou 15% da idade de nossa galáxia.
O Dr. Tremblay disse: "Esta é a primeira evidência direta de que as anãs brancas cristalizam, ou transitam de líquido para sólido. Foi previsto cinquenta anos atrás que devemos observar um acúmulo no número de anãs brancas em certas luminosidades e cores devido a cristalização e só agora isso foi observado.
"Todas as anãs brancas se cristalizarão em algum ponto de sua evolução, embora anãs brancas mais massivas passem pelo processo mais cedo. Isso significa que bilhões de anãs brancas em nossa galáxia já completaram o processo e são essencialmente esferas de cristal no céu. O Sol, ele se tornará uma anã branca de cristal em cerca de 10 bilhões de anos. "
Cristalização é o processo de um material se tornar sólido, no qual seus átomos formam uma estrutura ordenada. Sob as pressões extremas nos núcleos das anãs brancas, os átomos são empacotados de forma tão densa que seus elétrons se tornam não ligados, deixando um gás de elétron condutor governado pela física quântica e núcleos carregados positivamente em uma forma fluida. Quando o núcleo esfria para cerca de 10 milhões de graus, energia suficiente foi liberada que o fluido começa a se solidificar, formando um núcleo metálico em seu coração com um manto reforçado em carbono.
O Dr. Tremblay acrescenta: "Não apenas temos evidências de liberação de calor após a solidificação, mas consideravelmente mais liberação de energia é necessária para explicar as observações. Acreditamos que isso se deve ao fato de o oxigênio se cristalizar primeiro e depois afundar no núcleo". sedimentação em um leito de rio na Terra, empurrando o carbono para cima, e essa separação liberará energia gravitacional.
"Demos um grande passo à frente na obtenção de idades precisas para essas anãs brancas mais frias e, portanto, estrelas antigas da Via Láctea. Muito do crédito por essa descoberta se deve às observações do Gaia. Graças às medições precisas que são capazes de, para nós, entendemos o interior das anãs brancas de uma forma que nunca esperamos.
Antes do Gaia nós tínhamos 100-200 anãs brancas com distâncias e luminosidades precisas - e agora temos 200.000.Este experimento em matéria ultra-densa é algo que simplesmente não pode ser realizado em nenhum laboratório na Terra ".
Fonte: University of Warwick
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