Estrelas fracassadas: por que algumas estrelas não brilham?

As estrelas são alguns dos corpos celestes mais importantes do universo. Na maioria das vezes, pensamos em estrelas como massas enormes, quentes e redondas compostas de hidrogênio e hélio. E que tem milhões, milhares ou até bilhões de anos e claro, que brilham. Mas nem sempre elas são assim.

Isso acontece porque existe uma classe estranha de objetos celestes que ficam escondidos entre as estrelas menores e planetas gasosos mais massivos. Elas são conhecidas cientificamente como anãs marrons e são também chamadas de estrelas fracassadas porque têm um brilho bem fraco e insignificante.

Elas são corpos celestes mais massivos que planetas gigantes gasosos, como no caso de Júpiter, mas menos massivos do que outras estrelas menores. E as anãs marrons são relativamente comuns. Para se ter uma noção, de acordo com o indicado por estudos, podem haver até 100 milhões delas na Via Láctea.

Estrelas sem brilho

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Como a população estrelar da Via Láctea é estimada entre 100 e 400 bilhões de astros, isso mostra que as anãs marrons são quase tão comuns quanto as próprias estrelas. Mas qual é o motivo de elas não terem a mesma intensidade de brilho?

Independentemente se ela for uma anã marrom ou alguma outra estrela, elas nasceram quando nuvens de gás e poeira gigantes colapsaram. Contudo, as protoestrelas continuam coletando material das nuvens até chegar em uma massa em que a pressão e temperatura interna são grandes o suficiente para que elas consigam começar a queima de hidrogênio e o fundir com átomos para criar o hélio. Enquanto isso, as estrelas fracassadas não conseguem chegar em uma massa o suficiente para que a fusão nuclear seja feita.

Mesmo assim, isso não quer dizer que elas não queimam hidrogênio. No entanto, uma anã marrom não consegue equilibrar essa queima nuclear no seu núcleo com as perdas de fótons que acontecem na sua superfície. Por conta disso, a temperatura central dela cairá abaixo do limite de queima do hidrogênio em algum momento e isso irá fazer com que ela não brilhe.

Nomenclatura

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Se as anãs marrons são astros gigantes, mas que não podem ser chamados de estrelas, por que elas não são consideradas planetas? Isso acontece porque a divisão entre anãs marrons e planetas gigantes gasosos normalmente é alguma coisa entre 10 e 14 vezes a massa do planeta mais massivo do nosso sistema solar, que no caso é Júpiter. Por conta disso, não é possível ter um planeta com mais de 13 vezes a massa de Júpiter.

Isso é visto cientificamente porque quando eles têm uma massa dessas, esses corpos celestes conseguem desencadear a queima nuclear constante do deutério, que é uma forma pesada do hidrogênio. Com isso, ao invés de o núcleo ser composto somente de um próton com o hidrogênio “padrão”, o deutério tem um neutron sem carga e um núcleo de próton carregado de forma positiva. Isso também pode ser a razão pela qual o brilho dessas estrelas é tão fraco.

A divisão entre anãs marrons e planetas foi definida para que elas fossem classificadas como objetos que queimaram 50% ou mais de seu deutério inicial. Entretanto, na visão de alguns pesquisadores, essa divisão pode acabar mudando no futuro.

Nascimento

O nascimento de uma estrela é um acontecimento magnífico. Ele acontece ao longo de milhões de anos, em nuvens frias de gás molecular e poeira onde os aglomerados de estrela se formam. Esse processo não é um que nós seremos capazes de observar do começo ao fim.

Contudo, uma simulação extremamente espetacular nos aproxima mais do que nunca de poder ver esse processo. Com o chamado STARFORGE, os astrônomos conseguiram simular, pela primeira vez, uma nuvem molecular inteira de estrelas em formação. Essa região simulada é conhecida como berçário estelar e foi simulada em toda sua glória em alta resolução tridimensional.

Isso poderá ajudar os astrônomos a estudar a formação estelar em detalhes maiores, além de compará-las com as protoestrelas reais, que são as estrela que ainda não estão totalmente crescidas, nos diferentes estágios de sua formação. Com isso, os astrônomos vão poder descobrir os processos que estão em jogo.

“Como as estrelas se formam é uma questão central na astrofísica. É uma questão muito desafiadora de explorar por causa da gama de processos físicos envolvidos. Esta nova simulação nos ajudará a abordar diretamente questões fundamentais que não podíamos definitivamente responder antes”, disse o astrofísico Claude-André Faucher-Giguère, da Northwestern University.

A equipe fez as simulações em um dos supercomputadores mais poderosos do mundo durante quase 100 dias. E o resultado que eles conseguiam em vídeo é uma coisa extremamente impressionante e de tirar o fôlego. No vídeo é possível ver todo um berçário estelar e a formação das estrelas do começo ao fim.

“As pessoas vêm simulando a formação de estrelas há algumas décadas, mas o STARFORGE é um salto quântico em tecnologia. Outros modelos só foram capazes de simular um pequeno pedaço da nuvem onde as estrelas se formam, não a nuvem inteira em alta resolução. Sem ver o quadro geral, perdemos muitos fatores que podem influenciar o resultado da estrela”, disse Michael Grudić, astrônomo que liderou a equipe, da Northwestern University.

Isso mostra o potencial do STARFORGE. Com ele, os astrônomos vão poder ter um cenário mais próximo possível do universo real e poderão explorar os diverso processos físicos em funcionamento dos viveiros estelares.

Fonte: Mega curioso

Imagens: YouTube, Mega curioso