A menor estrela já vista
Um grupo internacional de astrônomos acaba de apresentar a descoberta da menor estrela já vista. Localizada a 600 anos-luz de distância, ela tem tamanho comparável ao do planeta Saturno e por muito pouco não lhe faltou massa suficiente para “acender”.
O achado veio por conta do Projeto EBLM, voltado para o estudo de binárias eclipsantes de baixa massa (este é o significado da sigla, e, a propósito, não se desespere, você logo vai entender o que isso significa). A ideia era justamente procurar as menores estrelas que o Universo é capaz de produzir.
O trabalho foi aceito para publicação no periódico “Astronomy & Astrophysics” e dá importantes passos para investigar a fronteira limítrofe entre estrelas, planetas e tudo que há entre os dois.
A pesquisa envolve vários pesquisadores consagrados em busca de exoplanetas, como Didier Queloz e Stéphane Udry, do Observatório de Genebra, e não por acaso. Como se pode imaginar, essas miniestrelas — chamadas de anãs ultrafrias — não são lá muito brilhantes, o que torna difícil encontrá-las.
Por isso, os cientistas decidiram usar um método já consagrado na busca por exoplanetas para sair em seu encalço. Só que, em vez de observar reduções de brilho na estrela causadas pela passagem de um planeta à frente dela, o que eles veem são os trânsitos de um par de estrelas num sistema binário — as tais das binárias eclipsantes de baixa massa!
Como praticamente metade de todas as estrelas são binárias, esse é um bom método para encontrar pequenas estrelas — usando suas companheiras maiores como um “farol”. E foi assim que eles acharam a pequenina EBLM J0555-57Ab (nome simpático, né?). Ela estava orbitando uma estrela similar ao Sol, bem maior que ela, completando uma volta a cada 7,8 dias.
Ao observar o trânsito de uma estrela à frente (e atrás) da outra, é possível estimar o raio da pequenina. E os pesquisadores fizeram isso com o telescópio Trappist — o mesmo usado para descobrir o hoje famoso sistema Trappist-1, uma anã ultrafria com sete planetas de porte terrestre — e com o telescópio Euler, ambos instalados no Chile.
Detalhe: eles descobriram que a estrela de tipo solar em torno da qual orbitava EBLM J0555-57Ab também, por sua vez, estava gravitacionalmente presa a uma outra estrela de tipo solar, mais afastada, que eles chamaram de EBLM J0555-57B. Ou seja, A e B giram uma ao redor da outra, e Ab gira bem pertinho, só ao redor de A. Um sistema triplo.
Em paralelo, os pesquisadores também usaram o espectrógrafo do Euler, o CORALIE, para medir o bamboleio gravitacional produzido pela pequena Ab sobre a estrela A. Com isso, vinha uma estimativa precisa de sua massa.
Resumo da ópera: EBLM J0555-57Ab tem um diâmetro comparável ao de Saturno (84% do de Júpiter) e uma massa 85 vezes maior que a de Júpiter.
“Nossa descoberta revela quão pequenas as estrelas podem ser”, disse, em nota, Alexander von Boetticher, primeiro autor do estudo e estudante de mestrado na Universidade de Cambridge. “Se essa estrela tivesse se formado com uma massa apenas um pouquinho menor, a reação de fusão do hidrogênio em seu núcleo não poderia ser sustentada, e a estrela teria em vez disso se transformado numa anã marrom.”
Anã marrom? O que é isso? Bem, faremos agora um breve mergulho no mundo encantado das classificações de objetos de tipo estelar.
ENTRE ESTRELAS E PLANETAS
Vamos combinar que todas as divisões que criamos para classificar astros são arbitrárias. Nós os colocamos em certas “gavetas” para facilitar nossa compreensão de características comuns que esses objetos podem ter, mas a natureza não é tão preciosista assim. O que ela faz, na verdade, é usar a gravidade para criar bolotas de matéria comprimida, nos mais variados tamanhos e com as mais diferentes massas.
Quando uma dessas bolotas atinge massa suficiente, sua gravidade se torna tão forte e comprime com tanta força o núcleo do astro que, lá dentro, núcleos atômicos começam a grudar uns nos outros. O processo é conhecido como fusão nuclear e libera grandes quantidades de energia, seguindo a clássica fórmula E=mc2, cortesia de Einstein. Quando uma bolota faz isso, é oficial: ela é uma estrela. E é esse processo que as faz brilhar.
Bolotas como Júpiter, contudo, estão bem longe de conseguir fazer isso, criando uma divisão aparentemente segura entre duas categorias — planetas gigantes de um lado, estrelas de outro.
Olhando além do nosso quintal, contudo, as coisas ficam mais complicadas. Há estrelas bem menores que o Sol, e planetas bem maiores que Júpiter. Com efeito, em todos os degraus da escada imaginária que conduziria de um andar ao outro há um punhado de objetos.
Tanto que foi preciso criar uma categoria intermediária — um mezanino, por assim dizer — nessa brincadeira: na loja de departamentos do Universo, é lá que encontramos as prateleiras com as anãs marrons.
As anãs marrons são o que se pode chamar de “estrelas abortadas”. Elas se formam em geral pela mesma rota que astros como o Sol nascem — reunindo gás a partir de uma nebulosa que se comprime em razão da gravidade –, mas não conseguem juntar matéria suficiente para realizar fusão nuclear sustentada. No máximo, conseguem fundir alguns poucos núcleos atômicos mais suscetíveis, durante um curto período de tempo (nas escalas astronômicas), e dali em diante só se resfriam, como seus irmãos menores, os planetas.
Os astrônomos tiveram de escolher em que degraus da escala colocariam o mezanino, e ficou definido, de forma mais ou menos arbitrária, que as anãs marrons têm massas entre 13 e 80 vezes maiores que a de Júpiter. Menos que 13 e uma bolota de matéria não conseguiria nem ao menos realizar aquele “traque” de fusão nuclear, e mais que 80, espera-se que ela possa gerar energia como o Sol, fundindo hidrogênio (o mais simples e, disparado, o mais abundante dos elementos químicos no Universo) em hélio.
Pois bem. EBLM J0555-57Ab está no segundo andar, mas doida para cair no mezanino, com apenas 85 vezes mais massa que Júpiter. Ela é oficialmente uma estrela, mas por realmente muito pouco.
Em termos da massa, o astro recém-descoberto empata com Trappist-1. Mas, enquanto Trappist-1 tem o tamanho aproximado de Júpiter, EBLM J0555-57Ab é ainda menor e mais comprimida, cabendo no volume de Saturno.
Existe uma grande ambição de entender melhor o comportamento dessas estrelas menores. Além de serem as mais abundantes no Universo, elas são as mais promissoras, ao menos com nossas tecnologias atuais, para a busca de planetas habitáveis ao seu redor. Compreender os hábitos desses astros, portanto, é uma prioridade imediata para os astrônomos.
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Fantástica, espetacular explicação sobre as “bolotas de matéria” que classificamos de planetas e estrelas e a diferença básica entre eles. Parabéns, Salvador!
Salvador.
Obrigado por manter um espaço onde as mais diferentes classes podem opinar, independentemente de seus níveis de conhecimento, crença, raça ou gênero.
Me sinto feliz participando. As vezes dizendo besteiras, outras nem tanto. Mas sempre aprendendo e muito com os comentários.
Mais uma vez. Já não sei quantas vezes escrevi essa palavra para você. PARABÉNS!
Valeu! O espaço dos comentários é uma conquista de todos nós! 🙂
Apesar de não haver chance alguma, só ficção, imaginem se Arthur C.Clarke acerta e Júpiter acende!
Como estamos no jardim da infância no entendimento do Universo.
Só conhecemos/detectamos com nossos instrumentos e nossa Física, menos de 4% do Universo…
– why not! Seria Incrível!
Sim, seria incrível! Infelizmente, como mostra a figura, a massa de Júpiter é “apenas” 0,1% da massa do Sol…
Salvador,
Se uma anã marrom próxima de se tornar uma estrela recebesse matéria externa suficiente ela ainda poderia entrar em fusão? ou já seria tarde demais pra ela? supondo uma anã marrom com massa 80x maior que Jupter é possível ter um núcleo rochoso, já que ele ainda não entrou em fusão? ou o comportamento dele seria diferenciado? um pouco fora do assunto, mas seria possível recebermos em algum momento um planeta errante em nosso sistema solar, capturado pela gravidade do Sol?
Acho que poderia sim. Claro que é tudo hipotético, porque essas coisas não acontecem. Mas veja um exemplo: um tipo de supernova em que um cadáver estelar — uma anã branca — vai roubando matéria da estrela companheira, até atingir um limitar, e aí ter uma reação explosiva de fusão nuclear, que lhe confere temporariamente um superbrilho. Mostra que é só juntar a matéria que as coisas acontecem.
Salva (perdoe a intimidade): seu trabalho é excelente. Obrigado por explicações tão simples que até eu entendo (eu acho). Um abraço
Valeu! E “Salva” tá ótimo! 🙂
Salvador, boa noite
Jupiter e Sol têm mais ou menos a mesma densidade, dado que o Sol tem 1.000x mais massa e 1.000x vezes mais volume que Júpiter. Na verdade, a densidade dos dois corpos gira em torno de 1,4g/cm3.
Essa estrela, por outro lado, é bem mais densa que os dois, já que possui o tamanho de Saturno e 85x a massa de Jupiter. A grosso modo ela é 100x mais densa que Sol e Jupiter (nem a Terra chega a tanto). Porém teoricamente todos os três são puro hidrogênio e em tese essa estrela é algo intermediário entre os dois. É uma característica desse tipo de estrela? Como explicar isso?
Estrelas menores são naturalmente mais densas, basicamente porque seu ritmo de fusão nuclear é menos intenso. Assim, gera-se menos energia no núcleo, e com isso a temperatura da estrela é menor e menos eficiente ao “inchar” a atmosfera estelar. Isso explica porque essa estrela e Trappist-1 são muito mais densas que o Sol.
Já a densidade similar de Júpiter e do Sol é basicamente uma coincidência, já que são objetos com condições internas bastante distintas — Júpiter tem gravidade muito menor que o Sol, o que faz com que energias muito mais modestas que as geradas por fusão nuclear (como emissão térmica de radiação infravermelha) possam mantê-lo “inflado”.
Boa noite, Salvador. Quanto tempo de “vida útil” terá esta pequena estrela? Ela vai se transformar em planeta quando acabar o processo de fusão nuclear? Um abraço.
Não, ela vai ser estrela por um tempo muito loooongo. Paradoxalmente, quanto menor a estrela, mais ela vive. Nesse caso, a escala é dos trilhões de anos.
Muito bom o seu blog!
Será que seria possível existir uma bizarrice de uma estrela orbitar um planeta? Comportando-se como um satélite?
Não tem como. Porque a estrela sempre vai ter mais massa que o planeta.
Nesse planeta bizarro, Galileu teria ido pra fogueira por justa causa.
Fala Salvador!
Obrigado pela matéria.
Uma dúvida, de forma bem básica e considerando que a diferença entre estrelas e planetas gasosos é uma questão de ter massa e gravidade suficiente para iniciar a fusão , podemos entender todo planeta gasoso é uma dessas estrelas abortadas? Ou temos mais parâmetros a serem considerados?
Obrigado!
Hmm, mais ou menos. Temos dois mecanismos de formação diferentes. Um a partir de acreção num disco de gás e poeira, e outro por colapso gravitacional. O primeiro forma planetas como Júpiter, e o segundo forma estrelas abortadas, ou planetas bem maiores que Júpiter. Com efeito, uma história que ainda estou por escrever é a demonstração de que há duas populações de planetas gigantes, em geral divididas pelo mecanismo de formação.
Existe algum limite inferior de massa para formação de um astro por colapso gravitacional/ limite superior para formação por acreção? E existe alguma faixa de superposição entre eles?
Supondo que haja tal superposição, seria esperada alguma diferença fundamental entre uma “mini anã marrom”, formada por colapso, e um “megaJúpiter”, formado por acreção, considerando que ambos tenham a mesma massa?
Ainda está muito cru tudo isso para fazermos uma afirmação categórica.
Agora fiquei na dúvida.
Existe a possibilidade de dois corpos com a mesma massa – um formado por acreação e outro formado por colapso – formarem objetos estranhos entre si?
A superposição, aqui mencionada,- Newtoniana – funcionaria no macro como funciona no micro – equação de Schrödinger – ?
Desculpa pelas dúvidas. São dúvidas de um leigo.
Acho que não. Claro, você pode ter ligeiras diferenças em razão de metalicidade, mas um astro com muito H e He (e só assim para ser planeta gigante ou estrela) vai acabar virando estrela se atingir o limite de massa para fusão.
Eu acho que para acender a pureza de hidrogênio no núcleo deve contar. Se contiver muitos elementos pesados, estes podem atuar como absorvedores, impedindo que a reação em cadeia se mantenha, em processo semelhante às barras de absorção, utilizadas nos reatores atômicos. Acho que o processo de formação dos planetas, incluindo os gasosos, pode concentrar excesso de elementos pesados em seu núcleo (difuso no caso de Júpiter) e dificultar o processo de acendimento. O planeta vem do disco de acreção que, digamos, é “sujo” com a presença de elementos pesados expulsos pelo Sol. Já na formação da estrela, ela se dá pela aglomeração e posterior compactação de hidrogênio puro, uma vez que elementos mais pesados se formarão no núcleo da estrela, mas só depois que ela acender.
Faz muito sentido!
Muito bom Salvador.
Excelente post. E parabéns pelos vídeos no YouTube. Sensacional a “mímica” antes do início.
Abraço.
🙂
Salva, mas as anãs-marrons conseguem queimar material de forma não-nuclear, não? A gravidade consegue superaquecer os átomos por puro atrito, ou estou errado? Afora os picos de fusão isolada, ela se manteria, digamos, como uma lâmpada incandescente?
A diferença é que não há conversão de matéria em energia. Você perde energia por emissão térmica somente.
Perfeito. Como você bem falou, o critério de classificação é um tanto arbitrário…. mas de certa forma, daria pra dizer que ela está mais pra estrela do que pra planeta, já que ela emite luz própria e emite calor (embora por métodos ‘convencionais’, sem transformação de massa em energia)….
Olá, Salvador!
Se me permite gostaria de fazer alguma perguntas:
Nesta faixa de 85 massas de Júpiter a estrela já tem equilíbrio pleno entre a energia da fusão nuclear e a gravitacional? Existe algum ponto logo abaixo disso que o este equilíbrio dificilmente se mantenha? Que alterações no aspecto, tamanho e densidade um astro deste teria?
Abraços!
Sim, ela tem equilíbrio. E se for menor, vai ter equilíbrio também, só que a energia para fora não será fruto de fusão nuclear, será da própria densidade da matéria e da radiação que ela gera.
aquela hipótese de Nêmesis é birutice ou existe mesmo possibilidade que seja uma dessas anãs marrons?
Não era birutice, mas foi praticamente descartada após a busca de céu inteiro feita pelo satélite Wise. Nêmesis era uma hipótese que as observações refutaram. 😉
Salvador, boa tarde! Gostaria de aproveitar esse tópico para tirar algumas dúvidas sobre o Sistema Solar:
1- Os primeiros planetas (até Marte) são rochosos porque, devido a proximidade com o Sol, grande parte do gás foi expulso pelos ventos solares?
2- Mesmo Júpiter e Saturno sendo planetas gasosos, eles possuem um núcleo com elementos mais pesados?
3- O nosso Sol também faz fusão de outros elementos no seu núcleo, além do Hidrogênio?
Abraço!
1- Sim.
2- Tudo indica que eles nasceram assim. Saturno até hoje deve ser assim. Júpiter talvez tenha desfeito o núcleo por processos convectivos internos. Com efeito, dados preliminares da Juno concluem que Júpiter tem um núcleo “difuso” e maior que o esperado.
3- O Sol funde só hidrogênio. Quando esgotar o hidrogênio no núcleo, vai virar uma gigante vermelha e fundir hélio em oxigênio-carbono, e vai parar por aí, se não me engano.
Percebe-se que o Universo está se lixando para as classificações humanas! 😀
PS: a luminosidade dessas estrelas deve ser ínfima, se comparada ao nosso Sol! Se existirem planetas ao redor delas, e quiçá vida, esta seria adaptada a absorver ondas eletromagnéticas mais brandas, não é? Plantas, se existirem nessas condições, seriam negras. O mundo inteiro seria escuro aos nossos olhos. Um bom cenário para histórias de ficção científica! 😀
Como sempre, excelente matéria! Parabéns e continue esse incrível trabalho.
Salvador,
Admiro sua capacidade de transmitir informações precisas e detalhadas de uma maneira tão clara. Adoro seus textos!!!
Um abraço.
Valeu!
Salva, bom dia. O que faz essas estrelas frias serem mais candidatas para a vida, se o único lugar qye temos certeza ter vida é em torno de uma estrela média, única no seu sistema? Olha, aprendi aqui no Mensageiro o motivo delas terem boas possibilidades de vida, com a observação de que a menor distância entre elas e a zona habitável pode jogar contra por conta das tempestades solares. Mas por que sistemas assim seriam mais promissores que sistemas “solares”? E em relação aos gigantes Aldebaran, Arcturus etc…? Seria pela idade desses últimos? Aí eu entenderia, mas do grupo de estrelas frias para o grupo de estrelas solares não consegui visualizar a vantagem do primeiro grupo. Ou talvez só tenha entendido errado o texto mesmo! Abraços.
Alessandro, o viés é da nossa observação. Nós temos mais facilidade técnica de estudar atmosferas de planetas rochosos em torno de estrelas pequenas, por isso os planetas potencialmente habitáveis de anãs vermelhas são o principal lugar para olharmos agora. Outro aspecto importante é que anãs vermelhas têm vida muito mais longa que anãs amarelas, de forma que a vida teria muito mais chance de progredir (caso as erupções violentas dessas estrelas não sejam showstoppers). Mas, claro, anãs laranjas e amarelas são candidatas melhores a busca de planetas em condição análoga à da Terra. Só temos mais dificuldade de explorá-los no momento. 😉
Salvador, você transmite o conhecimento com simplicidade e ótima didática! obrigado!
Valeu!
Salvador,
Júpiter em relação a essa pequena estrela, é maior e menos massivo, portanto, jamais chegará a acender. Mas, se de alguma forma (hipoteticamente, é claro!), o rei dos planetas, aumentasse a sua massa, ao ponto de tornar-se uma estrela marrom, quais seriam as consequências para o Sistema Solar?
Abraços!
Bem, anã marrom não mudaria muito — só aumentaria o nível de infravermelho que Júpiter emite, talvez sublimando o gelo das luas mais internas, mas sem impactos maiores para o resto do Sistema Solar. Anã vermelha — ou seja, uma estrela de verdade — teria um impacto maior. Passaríamos a viver num sistema binário, e nunca mais teríamos uma noite escura quando Júpiter estivesse no céu. Mas essa é uma impossibilidade, então fica só na ficção de Arthur Clarke. 🙂
Dentro do exemplo fictício do comentário, se Júpiter fosse uma anã marrom, quão brilhante ele apareceria no Ceú?
Se fosse uma anã vermelha, considerando o brilho desta (menor que o do Sol), e a distância de Júpiter à Terra (sempre maior que 6 UA), creio que teríamos noites escuras com ele no céu, não? O brilho dele(a) não seria assim tão forte….
A distância a Júpiter pode cair para 4,2 UA em alguns momentos. E mesmo a 6 UA ainda assim seria muito próximo para que tivéssemos noites escuras.
Fala Salva! Se pudéssemos alterar órbitas de planetas e enfileirássemos 80 planetas semelhantes a Júpiter, eles se fundiriam num astro de mesma dimensão e acenderiam como uma nova estrela?
Boa pergunta. Talvez após um processo caótico de colisões, sim, é possível. A composição conta aí também, mas desconfio que, como Júpiter tem composição parecida com a do Sol em seus constituintes básicos, talvez rolasse.