O que são estrelas anãs brancas? | Astronomy Essentials

As anãs brancas são remanescentes quentes e densos de estrelas mortas há muito tempo. Eles são os núcleos estelares deixados para trás depois que uma estrela exauriu seu suprimento de combustível e lançou seu volume de gás e poeira para o espaço. Esses objetos exóticos marcam o estágio final da evolução para a maioria das estrelas do universo – incluindo nosso sol – e iluminam o caminho para uma compreensão mais profunda da história cósmica.

Uma única anã branca contém aproximadamente a massa de nosso sol em um volume não maior que o nosso planeta. Seu tamanho pequeno torna difícil encontrar anãs brancas. Nenhuma anã branca pode ser vista a olho nu.

A luz que elas geram vem da liberação lenta e constante de quantidades prodigiosas de energia armazenadas após bilhões de anos gastos como a usina nuclear de uma estrela.

As anãs brancas nascem quando uma estrela se apaga. Uma estrela passa a maior parte de sua vida em um equilíbrio precário entre a gravidade e a pressão externa do gás. O peso de um par de octilhões de toneladas de gás pressionando o núcleo estelar impulsiona densidades e temperaturas altas o suficiente para iniciar a fusão nuclear: a fusão de núcleos de hidrogênio para formar hélio. A liberação constante de energia termonuclear impede que a estrela entre em colapso sobre si mesma.

Quando a estrela fica sem hidrogênio em seu centro, a estrela muda para fundir hélio em carbono e oxigênio. A fusão do hidrogênio se move para uma concha que envolve o núcleo. A estrela infla e se torna uma gigante vermelha. Para a maioria das estrelas – nosso sol incluído – este é o começo do fim. Conforme a estrela se expande e os ventos estelares sopram em uma taxa cada vez mais feroz, as camadas externas da estrela escapam da atração implacável da gravidade.

Conforme a estrela gigante vermelha evapora, ela deixa seu núcleo para trás. O núcleo exposto é uma anã branca recém-nascida.

A anã branca consiste em um exótico guisado de hélio, carbono e núcleos de oxigênio nadando em um mar de elétrons altamente energéticos. A pressão combinada dos elétrons mantém a anã branca, evitando o colapso em direção a uma entidade ainda mais estranha como uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

A anã branca infantil é incrivelmente quente e banha o espaço circundante com um brilho de luz ultravioleta e raios-X. Parte dessa radiação é interceptada pelos fluxos de gás que deixaram os confins da estrela agora morta. O gás responde por fluorescência com um arco-íris de cores chamado nebulosa planetária. Essas nebulosas – como a Nebulosa do Anel na constelação de Lyra, a Harpa – nos dão uma espiada no futuro do nosso sol.

A anã branca agora tem diante de si um futuro longo e tranquilo. Conforme o calor retido goteja, ele esfria lentamente e diminui. Eventualmente, ele se tornará um pedaço inerte de carbono e oxigênio flutuando invisivelmente no espaço: uma anã negra. Mas o universo não é velho o suficiente para qualquer anã negra se formar. As primeiras anãs brancas nascidas nas primeiras gerações de estrelas ainda estão, 14 bilhões de anos depois, esfriando. As anãs brancas mais legais que conhecemos, com temperatura em torno de 4.000 graus Celsius (7.000 graus Fahrenheit), também podem ser algumas das relíquias mais antigas do cosmos.

Mas nem todas as anãs brancas passam silenciosamente pela noite. Anãs brancas que orbitam outras estrelas levam a fenômenos altamente explosivos. A anã branca começa as coisas sugando o gás de sua companheira. O hidrogênio é transferido através de uma ponte gasosa e derramado na superfície da anã branca. À medida que o hidrogênio se acumula, sua temperatura e densidade atingem um ponto de fulgor onde toda a camada de combustível recém-adquirido se funde violentamente, liberando uma quantidade enorme de energia. Este flash, chamado de nova, faz com que a anã branca brilhe brevemente com o brilho de 50.000 sóis e, em seguida, desapareça lentamente na obscuridade.

Se o gás coletar rápido o suficiente, entretanto, ele pode empurrar toda a anã branca além de um ponto crítico. Em vez de uma fina casca de fusão, a estrela inteira pode repentinamente voltar à vida. Desregulada, a liberação violenta de energia detona a anã branca.Todo o núcleo estelar é obliterado em um dos eventos mais energéticos do universo: uma supernova Tipo 1a. Em um segundo, a anã branca libera tanta energia quanto o sol em seus 10 bilhões de anos de vida. Por semanas ou meses, ele pode até ofuscar uma galáxia inteira.

Tal brilho torna as supernovas Tipo 1a visíveis de todo o universo. Os astrônomos os usam como “velas padrão” para medir distâncias até os confins do cosmos. As observações da detonação de anãs brancas em galáxias distantes levaram a uma descoberta que rendeu o prêmio Nobel de física de 2011: a expansão do universo está se acelerando. Estrelas mortas deram vida às nossas suposições mais fundamentais sobre a natureza do tempo e do espaço.

Anãs brancas – os núcleos deixados para trás depois que uma estrela esgotou seu suprimento de combustível – são espalhados por todas as galáxias. Como um cemitério estelar, eles são as lápides de quase todas as estrelas que viveram e morreram. Outrora os locais das fornalhas estelares onde novos átomos foram forjados, essas estrelas antigas foram reaproveitadas como uma ferramenta do astrônomo que alterou nossa compreensão da evolução do universo.

Conclusão: as anãs brancas são os restos de estrelas mortas. Elas são os núcleos estelares densos deixados para trás depois que uma estrela esgotou seu suprimento de combustível e lançou seus gases para o espaço.