Massa de uma estrela anã branca medida diretamente pela primeira vez

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Podemos medir a massa de uma estrela através da curvatura da luz. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SPL

Artigo traduzido de New Scientist. Autor: Matt Reynolds.

Medir a massa de estrelas não é uma façanha fácil – você não pode colocá-las exatamente em um par de escalas. Mas graças a uma das principais previsões da relatividade geral de Einstein, os astrofísicos mediram diretamente a massa de uma estrela anã branca pela primeira vez.

A predição de Einstein, chamada lente gravitacional, diz que a curvatura do espaço perto de um corpo massivo, como uma estrela ou um buraco negro, faz com que a luz se curve em vez de viajar em linha reta como normalmente faria. Mas, em um artigo de 1936, ele afirmou que seria impossível observar diretamente o fenômeno, uma vez que os telescópios não poderiam ver esse nível de detalhe.

Parece que ele subestimou o poder de gerações posteriores de telescópios, e esta nova observação foi feita a partir do Telescópio Espacial Hubble.

Kailash Sahu no Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, e seus colegas mediram a deflexão da luz pela anã branca Stein 2051 B para medir sua massa. Esta estrela está a 18 anos-luz da Terra.

“A massa da estrela essencialmente decide tudo sobre a estrela”, diz Sahu. Conhecer a massa de uma estrela pode ajudar os astrofísicos a descobrir qual a idade de uma estrela e o que ela será depois de morrer.

Luz de fundo curvada

Stein 2015 B, tem cerca de 68 por cento da massa do Sol. Isso não está muito longe das estimativas anteriores da massa da estrela, mas este cálculo mais recente é importante porque, ao contrário das estimativas anteriores, não depende de suposições sobre a composição da estrela ou sua órbita em torno de outras estrelas. Por exemplo, as primeiras estimativas de massa para essa anã branca assumiram que tinha um núcleo de ferro, mas essa medida direta sugere que isso está incorreto.

Martin Barstow na Universidade de Leicester no Reino Unido, que não estava envolvido neste estudo, está impressionado com os resultados. “Medir a massa de anãs brancas sem usar modelos é realmente desafiador”, diz ele.

Sahu e seus colegas observaram a anã branca enquanto se movia em frente a outra estrela durante um período de dois anos. Ao medir como a luz daquela estrela de fundo mudou de curso à medida que a anã branca se moveu na frente dela, Sahu conseguiu calcular sua massa, quanto maior a massa de uma estrela, maior a deflexão.

A equipe agora está tentando medir a massa de Proxima Centauri, uma anã vermelha que está apenas a 4,25 anos-luz da Terra.

Estrelas singulares

A lente gravitacional é uma maneira prática de medir de forma independente a massa de uma estrela, mas encontrar estrelas que estão passando na frente de outra estrela com o alinhamento certo para tomar essas medidas pode ser complicado, diz Barstow. Sahu e seus colegas começaram pesquisando mais de 5000 estrelas antes de focarem em Stein 2051 B.

No entanto, Barstow diz que a lente gravitacional é a única maneira de medir com precisão a massa de estrelas que não vêm em pares. Em sistemas binários, onde duas estrelas orbitam em torno de um centro comum, os astrofísicos podem estimar massas estelares estudando suas órbitas.

As medidas de massa para Stein 2051 B podem alterar em até 7,5 por cento devido à falta de resolução perfeita, diz Sahu, mas ainda é o nosso melhor cálculo da massa das anãs brancas. Futuros telescópios espaciais como o telescópio espacial James Webb da NASA poderiam ajudar a fazer medições mais precisas, diz ele.

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