Estrelas têm um ciclo de vida que abrange alguns milhões a trilhões de anos. Eles nascem, passam por mudanças com o passar do tempo e finalmente chegam ao fim quando o combustível acaba para se tornarem um corpo remanescente muito denso. A estrela queimada poderia ser um anã branca ou um Estrêla de Neutróns ou um buraco negro dependendo da massa original da estrela.
Vida de um estrela começa em grande nuvens interestelares de gás e poeira no galáxia com aglomeração de gases devido à baixa temperatura em bolsas de alta densidade. Os aglomerados gradualmente reúnem mais e mais matéria e crescem. Em algum ponto, os aglomerados entram em colapso devido ao aumento da força gravitacional. O atrito durante o colapso aquece a matéria e nasce uma estrela bebê. Isso é estágio protoestrela no ciclo de vida estelar.
O colapso sob a gravidade continua ainda mais. Como resultado, a temperatura e a pressão no núcleo continuam a aumentar. Depois de milhões de anos, a temperatura e a pressão no núcleo da protoestrela tornam-se altas o suficiente para permitir a fusão dos núcleos de hidrogênio. A fusão nuclear libera uma enorme quantidade de energia que aquece a matéria o suficiente para evitar um maior colapso sob a gravidade. Esta fase em que a fusão nuclear ocorre de forma estável (e a energia libertada aquece suficientemente a matéria para evitar o colapso gravitacional) é a fase principal e a fase mais longa na vida de uma estrela. As estrelas neste estágio são chamadas de ‘estrelas da sequência principal’ e o estágio é chamado de ‘estrelas da sequência principal’.estágio da sequência principal'. O hidrogênio é o principal combustível da estrela. A taxa de consumo de combustível depende da massa da estrela. Uma estrela massiva consumirá combustível a uma taxa mais elevada para libertar energia suficiente para evitar o seu colapso sob a gravidade.
Quando o combustível acaba, a fusão nuclear é interrompida e não há energia para aquecer os materiais para equilibrar a força da gravidade e o núcleo entra em colapso sob a gravidade, deixando para trás um remanescente compacto. Este é o fim da estrela. A estrela morta torna-se uma anã branca ou uma estrela de nêutrons ou buraco negro dependendo da massa da estrela original.
Quando a massa da estrela original é inferior a 8 vezes a massa do Sol (<8 M⦿), torna-se um anã branca. A estrela morta torna-se uma estrela de nêutrons, quando a massa da estrela original está entre 8 a 20 massas solares (8 M⦿ < M < 20 M⦿) enquanto estrelas mais pesadas que 20 massas solares (>20 M⦿) tornar-se buracos negros quando o combustível acabar.
Anãs Marrons (BDs)
Estrelas atingem o 'estágio de fusão nuclear' ou 'estágio de sequência principal' em seu ciclo de vida. E se um objeto celeste se formar como uma estrela, mas não conseguir atingir esse estágio?
As anãs marrons começam como uma estrela, tornam-se densas o suficiente para entrar em colapso sob sua gravidade, mas seu núcleo nunca se torna suficientemente denso e quente para iniciar a fusão nuclear, portanto, nunca se torna uma verdadeira estrela. Esses objetos têm características semelhantes às estrelas e planetas.
As anãs negras são menores que as estrelas, mas ainda assim muito maiores que as planetas. Alguns menores são comparáveis em tamanho a planetas. O menor conhecido tem cerca de sete vezes o tamanho de Júpiter.
As anãs negras são importantes para o modelo de formação estelar em nuvens interestelares de gases e poeira. Estão sendo feitas tentativas para determinar os menores corpos que se formam como estrelas.
A menor anã marrom
Recentemente, investigadores examinaram o centro do aglomerado de formação estelar IC 348, situado a cerca de 1,000 anos-luz de distância, usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Com base na fotometria dos objetos, a equipe identificou três candidatas a anãs negras. Uma delas tem apenas três a quatro vezes a massa de Júpiter, o que a torna a menor anã negra conhecida até agora.
Uma anã negra com três vezes a massa de Júpiter seria 300 vezes menor que o Sol. Como uma anã negra tão pequena poderia se formar como uma estrela é difícil de explicar porque uma pequena nuvem interestelar normalmente não entraria em colapso para dar origem a uma anã negra devido à sua fraca gravidade. Assim, uma anã negra tão pequena representa um desafio aos atuais modelos de formação estelar.
***
Referências:
- Luhman KL, et al 2023. Uma pesquisa JWST para anãs marrons de massa planetária em IC 348. The Astronomical Journal, Volume 167, Número 1. Publicado em 13 de dezembro de 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb da NASA identifica a menor anã marrom flutuante. Publicado em 13 de dezembro de 2023. Disponível em https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
