Como se separa uma verdadeira estrela dos aspirantes a estrelas do Universo? Após uma década coletando dados, o astrônomo Trent Dupuy acha que finalmente tem a resposta.
Com tantos objetos conhecidos por se sentarem naquele estranho meio-termo entre planetas gigantes e estrelas minúsculas, os cientistas têm lutado para resumi-lo a uma simples resposta. O que Dupuy resume é massa.
“A massa é a propriedade mais importante das estrelas porque dita como suas vidas irão proceder”, Dupuy, da Universidade do Texas em Austin, explicou na reunião de verão da Sociedade Astronômica Americana no início deste mês.
Beneficiamos disso aqui na Terra, já que nosso Sol está na zona estelar dos goldilocks – sua massa está certa para sustentar a fusão nuclear dentro de seu núcleo por bilhões de anos. Isto tem proporcionado as condições para que a vida se desenvolva e evolua em nosso planeta.
Mas nem tudo na galáxia é tão agradável e estável. Mais estrelas maciças queimam através de seu combustível nuclear mais rápido, tingem jovens e saem com um violento estrondo na forma de uma supernova.
Outros objetos maciços, como anãs marrons, são como runts estelares, possuindo mais massa do que um planeta, mas não massa suficiente para ser uma estrela de pleno vôo.
Por vezes referidas como estrelas falhadas, elas são omnipresentes em todo o Universo, mas o seu brilho excessivamente escuro torna estes objectos difíceis de estudar.
Primeiro proposto para existir há 50 anos atrás, estes objectos enigmáticos ajudam a preencher a lacuna entre estrelas e planetas, mas só mais recentemente é que os astrónomos começaram a estudá-los em grande detalhe.
“Quando olhamos para cima e vemos as estrelas brilhando à noite, estamos vendo apenas parte da história”, explica Dupuy.
“Nem tudo o que poderia ser uma estrela ‘faz”, e descobrir por que esse processo às vezes falha é tão importante quanto entender quando ele é bem sucedido.”
Estrelas como o Sol brilham como resultado de reações nucleares que constantemente convertem o suprimento de hidrogênio em hélio em seus núcleos.
Essas mesmas reações determinam o brilho de uma estrela – quanto mais quente o núcleo, mais intensa a reação e, posteriormente, mais brilhante será a superfície da estrela. Como esperado, estrelas menos maciças são mais fracas devido aos centros mais frios, que produzem reações mais lentas.
Não se deixe enganar pelo nome – as anãs marrons nem sempre são marrons. Estas anãs estelares são na verdade vermelhas quando se formam, então se transformam em pretas enquanto se dissipam lentamente ao longo de trilhões de anos.
Isso porque apesar de superarem até mesmo o maior dos planetas, as anãs marrons têm tão pouca massa que seus centros não são suficientemente quentes para sustentar reações nucleares.
Nos anos 60, os astrônomos teorizaram que deve haver um limite de massa para a fusão.
“Abaixo desse limite não há para repor a energia que está sendo constantemente irradiada para o espaço”, explicou Dupuy em sua sessão da AAS. “Objetos com uma determinada massa abaixo deste limite simplesmente esfriariam para sempre”
Estudos anteriores da evolução estelar sugeriram que a fronteira entre as anãs vermelhas (as menores estrelas) e as anãs marrons era de cerca de 75 massas de Júpiter (ou aproximadamente 7-8 por cento do Sol). Mas até agora, sua medida nunca foi diretamente confirmada.
Dupuy e Michael Lui da Universidade do Havaí passaram os últimos 10 anos estudando 31 pares binários de anãs marrons com a ajuda dos telescópios mais poderosos da Terra – o Observatório Keck e o Telescópio Canadá-França-Havaí, bem como algumas informações de Hubble.
Ao analisar o valor de uma década de imagens, Dupuy e Liu criaram o primeiro grande estudo de amostra de massa de anãs marrons.
De acordo com Dupuy, um objeto deve pesar o equivalente a 70 Jupiters para provocar a fusão nuclear e se tornar uma estrela, o que é um pouco menor do que o sugerido anteriormente.
A dupla também determinou que há um corte de temperatura, com qualquer objeto mais frio que 1.600 Kelvin (aproximadamente 1.315 Celsius e 2.400 graus Fahrenheit) classificado como uma anã marrom.
O estudo ajudará os astrônomos a entender melhor as condições sob as quais as estrelas se formam e evoluem – ou, no caso das anãs marrons, falham.
Também pode fornecer uma nova visão da formação planetária, uma vez que o sucesso ou fracasso da formação de estrelas impacta directamente os sistemas estelares que elas podem potencialmente produzir.
A pesquisa será publicada numa próxima edição do Suplemento ao The Astrophysical Journal, e uma pré-impressão está disponível aqui.