UM NOVO ESTUDO SOBRE ESTRELAS MORTAS DESCOBRE COMO A VIDA NA TERRA PODERIA NÃO EXISTIR SEM ELAS.

Carbono. Você pode não pensar muito sobre isso, mas não estaria vivo sem ele. É o principal ingrediente dos compostos orgânicos encontrados em todos os organismos vivos da Terra, mas exatamente de onde vem o carbono tem sido motivo de algum debate.

Anãs brancas em um aglomerado de estrelas. (NASA, ESA e H. Richer/University of British Columbia).

Agora, uma nova pesquisa descobriu que a principal fonte de carbono na Via Láctea são as estrelas anãs brancas – os núcleos mortos das estrelas que antes eram muito parecidas com o nosso Sol.

É bem entendido que elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio são forjados pelas estrelas em todo o Universo. A fusão de elementos nos núcleos das estrelas pode construir elementos tão pesados ​​quanto o ferro através de um processo chamado nucleossíntese estelar; elementos ainda mais pesados ​​são criados através de processos como a captura de nêutrons vista em supernovas maciças.

O carbono é formado pelo processo triplo-alfa, no qual três núcleos de hélio se fundem para formar carbono, um processo que ocorre no final da vida útil de uma estrela.

Mas não estava claro para os astrônomos se a abundância de carbono em nossa galáxia era em grande parte o resultado de estrelas do tamanho do Sol derramarem suas crostas, quando elas silenciosamente desmoronaram em anãs brancas, ou se foram explodidas por estrelas muito mais massivas quando se tornaram supernovas.

Uma equipe de astrônomos liderada por Paolo Marigo, da Universidade de Pádua, na Itália, procurou respostas em aglomerados de estrelas abertos – grupos de até milhares de estrelas com mais ou menos a mesma idade, formadas na mesma nuvem molecular.

Em cinco nuvens moleculares, a equipe identificou as anãs brancas, usando observações obtidas pelo Observatório WM Keck no Havaí em 2018. Essas observações forneceram o espectro de estrelas – ‘impressões digitais’ de luz que podem ser decodificadas para revelar informações sobre a estrela, como temperatura (e, portanto, idade), composição química e gravidade da superfície (e, portanto, massa).

“A partir da análise dos espectros observados de Keck, foi possível medir as massas das anãs brancas. Usando a teoria da evolução estelar, conseguimos rastrear as estrelas progenitoras e derivar suas massas ao nascer”, explicou o astrofísico Enrico Ramirez-Ruiz, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

Sabe-se que a massa de uma estrela morta está ligada à do seu progenitor. Faz sentido – quanto mais maciça uma anã branca, mais maciça a estrela progenitora que a produziu. Essas massas não são exatamente as mesmas, pois a estrela progenitora ejeta muito material no espaço. Essa relação entre as duas massas da anã branca é conhecida como relação de massa inicial-final.

Nas anãs brancas, a relação de massa pode ser calculada se você tiver um espectro de anãs brancas. Como estrelas mortas, não são mais núcleos em fusão e, portanto, são refrescantes; qualquer calor que uma anã branca retenha é residual e lentamente se irradia para o espaço por bilhões de anos. Se conhecermos sua massa, temperatura e composição química, podemos calcular a taxa desse resfriamento. Por sua vez, isso permite que os astrônomos calculem a idade da anã branca – há quanto tempo o colapso do núcleo.

É aqui que os clusters abertos entram em cena. Como sabemos quantos anos os aglomerados têm, podemos subtrair o tempo desde o colapso do núcleo da idade do aglomerado para descobrir quantos anos a estrela tinha quando morreu – e essas informações podem ser usadas para calcular a massa inicial da estrela progenitora.

Mas quando a equipe o aplicou a algumas de suas anãs brancas – especificamente aquelas com uma massa progenitora maior que cerca de 1,5 vezes a massa do Sol – elas perceberam algo realmente peculiar. As massas das anãs brancas foram maiores do que o esperado para as massas de seus progenitores, o que a equipe chama de relação de massa inicial-final.

“Nosso estudo interpreta essa torção na relação de massa inicial-final como a assinatura da síntese de carbono feita por estrelas de baixa massa na Via Láctea”, disse Marigo.

A equipe acredita que o evento ocorre em estrelas progenitoras da anã branca no final de sua vida útil. Eles fundem hélio em carbono, profundamente em seus núcleos. Então esse carbono é transportado para a superfície, onde é expelido para o espaço em ventos estelares relativamente suaves. Como o processo acontece muito lentamente, a estrela tem tempo para ganhar massa no núcleo. É esse núcleo mais maciço que entra em colapso em uma anã branca mais pesada que o esperado.

Geralmente, isso ocorre em estrelas com mais de 2 massas solares, mas não é visto em estrelas com menos de 1,5 massa solar, o que coloca um limite muito bom na massa de estrelas que vomitam carbono. É importante ressaltar que uma observação de estrelas semelhantes em outras galáxias nos ajuda a entender melhor o momento das estrelas que estão morrendo de poeira na Via Láctea com carbono, tornando os progenitores das anãs brancas a fonte mais provável.

Isso também pode nos ajudar a entender o que está acontecendo em galáxias distantes, onde não podemos distinguir estrelas individuais. Uma assinatura de carbono na luz agregada pode nos falar sobre populações distantes de anãs brancas.

E a pesquisa também nos ajudará a entender melhor como o carbono é semeado por toda a Via Láctea – o que, por sua vez, pode ter implicações na busca por vida extraterrestre.

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.

Fonte: Science Alert

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