As anãs brancas são os densos remanescentes deixados para trás depois que uma estrela para de produzir energia através da fusão nuclear, alcançando o futuro do nosso próprio Sol. Estes remanescentes estelares comportam-se de forma incomum, pois a sua estrutura interna faz com que encolham à medida que a sua massa aumenta, razão pela qual são conhecidas como estrelas degeneradas.
As anãs brancas existem frequentemente em sistemas binários, onde duas estrelas orbitam uma à outra. A maioria destes pares são extremamente antigos na escala de tempo galáctica e esfriaram a temperaturas em torno de 4.000 graus Kelvin. Observações recentes, no entanto, revelaram um grupo de binários de curto período em que as estrelas completam uma órbita em menos de uma hora. Estes pares em movimento rápido não correspondem às previsões estabelecidas, já que muitos parecem ter cerca do dobro do tamanho esperado e têm temperaturas entre 10.000 e 30.000 graus Kelvin.
Investigue o papel do aquecimento das marés
Este comportamento inesperado levou uma equipa de investigação liderada por Lucy Olivia McNeil, da Universidade de Quioto, a examinar os efeitos das forças das marés nestes sistemas. As marés frequentemente distorcem objetos que compartilham órbitas próximas, afetando a forma como essas órbitas evoluem ao longo do tempo.
“O aquecimento das marés teve algum sucesso na explicação da temperatura dos Júpiteres quentes e das propriedades das suas órbitas em relação às suas estrelas hospedeiras. Então questionámo-nos: até que ponto o aquecimento das marés poderia explicar a temperatura das anãs brancas em binárias de curto período?” pergunta McNeill.
Para explorar esta questão, os investigadores desenvolveram um modelo teórico concebido para estimar o quanto as anãs brancas aquecem em binários de curto período. O modelo foi desenvolvido para ser amplamente aplicável, tornando possível prever tanto o histórico de temperatura quanto as futuras mudanças orbitais das anãs brancas neste sistema.
As forças das marés remodelam a evolução das anãs brancas
A análise da equipa mostrou que as interações das marés podem desempenhar um papel importante na forma como estas estrelas evoluem. Em particular, a atração gravitacional de uma pequena anã branca pode aumentar o calor interno de uma companheira maior, mas menos massiva. Este calor adicional expande a estrela e aumenta a temperatura da sua superfície para pelo menos 10.000 graus Kelvin.
Devido a esta expansão, os investigadores propõem que as anãs brancas podem duplicar o tamanho previsto pela teoria padrão, altura em que começam a trocar matéria, uma fase conhecida como transferência de massa. Como resultado, estes pares de curto período podem começar a interagir em órbitas que são três vezes mais prováveis do que os cientistas acreditavam anteriormente.
“Esperávamos que o aquecimento das marés aumentasse a temperatura destas anãs brancas, mas ficámos surpreendidos com o quanto o período orbital das anãs brancas mais antigas diminui quando são expostas aos lóbulos de Roche,” disse McNeill.
Implicações para explosões estelares e pesquisas futuras
Anãs brancas em órbitas muito estreitas acabarão por interagir e emitir radiação gravitacional. Sistemas deste tipo são considerados fontes potenciais de supernovas Ia e variáveis catastróficas, dois eventos cósmicos dramáticos e cientificamente importantes.
Olhando para o futuro, a equipa pretende aplicar o seu modelo a sistemas binários compostos por anãs brancas de carbono-oxigénio. O seu objetivo é compreender melhor os possíveis caminhos para explosões do Tipo Ia, particularmente se as previsões realistas de temperatura suportam um cenário de decaimento duplo (fusão).
