Estrelas binárias podem produzir até duas vezes mais carbono, revela estudo

Estrelas binárias podem produzir até duas vezes mais carbono, revela estudo

Por Wyllian Torres | Editado por Patrícia Gnipper | 05 de Novembro de 2021 às 11h20
Caltech/Zwicky Transient Facility

Estrelas são a verdadeira fábrica de todos os elementos que encontramos na Terra e no universo — entre eles, está o carbono, tão fundamental para a vida como a conhecemos. Mas nem sempre é simples estimar o quanto as estrelas produzem cada elemento. Agora, um novo estudo, liderado pelo Max Planck Institute for Astrophysics, revela que estrelas massivas em sistemas binários podem produzir até duas vezes mais carbono do que as estrelas solitárias.

As altíssimas pressões e temperaturas no núcleo de uma estrela massiva são responsáveis por fundir os elementos mais leves, dando origem aos mais pesados, como o carbono, oxigênio e, por fim, o ferro. Os ventos solares, formados pelos rápidos fluxos de partículas liberadas pela estrela, carregam parte destes elementos, mas é quando ela explode em uma supernova que todo o material pesado é liberado para o espaço.

As camadas de fusão de elementos no interior de uma estrela(Imagem: Reprodução/R. J. Hall)

Até então, os cientistas utilizam modelos teóricos para analisar a evolução das estrelas e calcular o quanto de cada elemento uma estrela consegue produzir e o quanto ela semeia pelo universo. No entanto, boa parte dos modelos não consideravam uma informação crucial sobre as estrelas massivas, que, em sua maioria, são acompanhadas por outra estrela — e esta dinâmica afeta a evolução destas gigantes.

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O astrofísico Rob Farmer, do Max Planck Institute for Astrophysics e principal autor do estudo, explica que, na maior parte de sua vida, uma estrela funde apenas hidrogênio em seu núcleo. Quando o hidrogênio acaba, a estrela se expande e fica muito grande. Mas, quando se trata de um sistema binário, ou seja, duas estrelas que se orbitam, este cenário é diferente. Isso porque a estrela companheira suga o material da estrela em expansão.

Esta dinâmica, então, remove as camadas mais exteriores da estrela, que passa a apresentar uma camada rica em carbono próxima à sua superfície. Dessa maneira, os ventos solares carregam este elemento para longe da estrela com mais facilidade e, em última análise, há a ejeção de carbono em uma explosão derradeira. Os pesquisadores estimam que as companheiras estelares tenham consumido cerca de um terço de todas as estrelas massivas.

A supernova é a grande explosão final na vida de uma estrela massiva, que ejeta elementos pesados para o universo (Imagem: Reprodução/Tokyo University of Science/JPL/Spitzer/CSIRO)

A cientista Donatella Romano, do Observatório de Astrofísica e Ciências Espaciais da Itália, que não participou do estudo, lembra que o carbono é um elemento abundante e importante para a vida e, por isso, existem muitos motivos para estudar a sua origem pelo universo. Ela também ressalta que as estrelas massivas produzem a maior parte deste elemento, mas outros especialistas também apontam as gigantes vermelhas como produtoras de carbono.

Mais do que isso, a produção de carbono em uma estrela também depende do ambiente no qual ela se formou; portanto, existem outros caminhos para a produção deste elemento através de outras evoluções de estrelas menos massivas. “Também estamos interessados ​​em outros elementos pesados ​​porque queremos obter uma imagem da evolução química completa de uma galáxia”, acrescenta o astrofísico Farmer.

A evolução das estrelas é fundamental para entender como os diferentes elementos químicos foram distribuídos pelo universo, um ciclo que ocorre desde que as primeiras estrelas morreram, fornecendo a matéria para formar outras estruturas no universo. Os pesquisadores agora esperam compreender como esta dinâmica em estrelas binárias pode ter afetado a evolução das galáxias.

A pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Sky & Telescope

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