Uma estrela anã branca entra em uma era de cristalização e se transforma em um ‘diamante cósmico’: ScienceAlert

Para nós, as estrelas podem ser como joias lapidadas, brilhando friamente contra a escuridão aveludada do céu noturno. E para alguns deles, isso pode ser verdade.

Quando um certo tipo de estrela morta esfria, ela gradualmente se solidifica e cristaliza. Os astrônomos descobriram um fazendo exatamente isso em nosso quintal cósmico, uma anã branca feita principalmente de carbono e oxigênio metálico a apenas 104 anos-luz de distância, e seu perfil de massa térmica indica que o centro da estrela se transforma em um denso e sólido “diamante cósmico”. ” feito de carbono e oxigênio. amorfo.

A descoberta é detalhada em um artigo aceito Avisos Mensais da Royal Astronomical Society A pré-impressão está disponível no site arXiv.

“Neste trabalho, relatamos a descoberta de um novo sistema quádruplo semelhante a Sirius a uma distância de 32 parsecs, consistindo em uma anã branca cristalizada companheira do já conhecido Triple HD 190412,” Digite uma equipe internacional de astrônomos Liderado por Alexander Fenner, da University of Southern Queensland, na Austrália.

“Por sua associação com essas companheiras da sequência principal, esta é a primeira anã branca cristalizada cujo tempo de vida total pode ser limitado externamente, fato do qual aproveitamos para tentar medir experimentalmente o atraso de resfriamento causado pela cristalização do núcleo da anã branca.”

Todas as coisas no universo devem mudar. Cada estrela suspensa no céu, brilhando com a luz gerada pela fusão atômica, um dia ficará sem combustível para seu fogo e evoluirá para algo novo.

Para a grande maioria das estrelas – aquelas com menos de oito vezes a massa do Sol, incluindo o Sol – essa coisa é uma estrela anã branca.

Quando o combustível acaba, a matéria externa da estrela vaza para o espaço circundante e o núcleo restante, não mais suportado pela pressão externa fornecida pela fusão, colapsa em um corpo superdenso, do tamanho da Terra (ou da Lua! ), mas com uma massa de 1,4 sóis.

A matéria nas estrelas anãs brancas é altamente comprimida, mas é impedida de colapsar ainda mais por algo chamado pressão de degeneração de elétrons. Dois elétrons não podem ocupar estados idênticos, e isso impede que a anã branca se torne mais massiva, como visto em uma estrela de nêutrons ou buraco negro.

As estrelas anãs brancas são fracas, mas ainda brilham com calor residual. Com o tempo, elas esfriam e espera-se que evoluam para o que chamamos de estrelas anãs negras quando perdem todo o calor e se tornam uma massa fria de carbono cristalizado.

Os cálculos mostram que esse processo leva muito tempo quatrilhões de anos (isso é um milhão de bilhões de anos atrás); Como o universo tem apenas 13,8 bilhões de anos, não esperamos encontrá-lo tão cedo.

O que podemos fazer é identificar sinais de cristalização que começam nos núcleos das anãs brancas que vemos ao nosso redor.

Durante a cristalização, os átomos de carbono e oxigênio dentro da anã branca param de se mover livremente e formam ligações, organizando-se em uma rede cristalina. A energia é liberada durante esse processo, que é dissipada na forma de calor.

Isso resulta em uma espécie de platô ou desaceleração no resfriamento das estrelas anãs brancas, que podem ser vistas na cor e no brilho da estrela, fazendo com que ela pareça menor do que realmente é.

Para medir com precisão o brilho de uma estrela, é preciso saber exatamente a que distância ela está, algo que se tornou mais possível nos últimos anos devido ao mapeamento estelar de alta resolução realizado pela missão Gaia.

Isso significa que agora podemos reconhecer com mais confiança a cristalização de anãs brancas.

Fenner e seus colegas têm usado os dados do Gaia para procurar sistemas estelares múltiplos, identificando estrelas cuja associação com outras pode não ser clara.

E eles descobriram que uma estrela anã branca recentemente descoberta (lembre-se que esse material é muito fraco) estava gravitacionalmente ligada ao que se pensava ser sistema de três estrelasidentificado como HD 190412.

A descoberta da anã branca, agora chamada de HD 190412 C, quadruplicou o trigêmeo, mas havia mais coisas acontecendo. Suas propriedades indicam que ele passa por um processo de cristalização.

seja ou não Cristal de diamante anã branca Desconhecido A densidade das anãs brancas é de cerca de 1 milhão de quilos por metro cúbico, enquanto a densidade dos diamantes é de cerca de 3.500 quilos por metro cúbico. alótropos mais densos de carbono estão presentes; Por outro lado, há muitos diamantes flutuando no espaço.

As outras três estrelas do sistema permitiram à equipe restringir externamente a idade da anã branca – algo que não havia sido feito antes para uma conhecida anã branca amorfa.

A idade do sistema é de cerca de 7,3 bilhões de anos. A idade da anã branca parece ser de cerca de 4,2 bilhões de anos. Os pesquisadores dizem que a discrepância é de 3,1 bilhões de anos, o que indica que a taxa de cristalização diminuiu a taxa de resfriamento da anã branca em cerca de um bilhão de anos.

Por si só, a datação não é suficiente para mudar nossos modelos de cristalização de uma anã branca, mas a descoberta e sua proximidade com a Terra sugerem que pode haver muito mais desses sistemas que podemos explorar para medir esse processo fascinante.

“Sugerimos que a descoberta deste sistema em apenas 32 parsecs indica que sistemas semelhantes a Sirius contendo anãs brancas cristalizadas são provavelmente numerosos. Descobertas futuras podem, portanto, permitir testes mais fortes de modelos de cristalização de anãs brancas”, disse. escreva os pesquisadores.

“Concluímos que a descoberta do sistema HD 190412 abriu um novo caminho para a compreensão da cristalização das anãs brancas.”

Pesquisa aceita Avisos Mensais da Royal Astronomical Societye está disponível em arXiv.