Nosso sol pode parecer uma bola eterna de gás em chamas, mas um dia vai morrer. Isso pode soar como uma chatice, especialmente para qualquer coisa que viva na Terra em alguns bilhões de anos, mas há um lado bom na desgraça solar. De acordo com pesquisa publicada na revista Nature em janeiro de 2019, nossa estrela morta deixará para trás um legado cintilante e se transformará em um enorme cristal. Este não é o tipo de cristal que você encontraria em um lustre comum, Contudo.

Antes de começarmos a falar sobre cristais estelares superdimensionados, primeiro precisamos entender como estrelas como o nosso sol vivem e morrem.

De gigante a anão

O sol é alimentado pela fusão nuclear. Sua enorme gravidade esmaga átomos de hidrogênio juntos em seu núcleo para criar hélio, e as vastas quantidades de energia liberadas por esses processos de fusão empurram para fora, mantendo um equilíbrio feliz. Contanto que haja bastante combustível de hidrogênio alimentando este processo, o núcleo permanece com o mesmo tamanho e temperatura (cerca de 15 milhões Kelvin), produzindo energia que irradia por todo o sistema solar, em última análise, alimentando a evolução da vida em um certo planeta habitável chamado Terra. Esta fase de queima de hidrogênio dura 90 por cento da vida de nosso sol, um período de vida estelar conhecido como a "sequência principal". Estamos atualmente a cerca de 4,5 bilhões de anos na sequência principal de dias do nosso Sol - ou aproximadamente na metade de sua vida.

O que acontece quando todo o hidrogênio acaba? As coisas começam a ficar um pouco malucas, para dizer o mínimo. Sem a pressão externa da energia criada pela fusão do hidrogênio, a gravidade do sol domina o núcleo, esmagando-o em um espaço menor e aumentando sua temperatura dez vezes. Isso está bem; os núcleos de hélio mais pesados ​​começarão a se fundir, criando a pressão externa mais uma vez para manter o equilíbrio. Prevê-se que isso começará a acontecer em cerca de 5 bilhões de anos, marcado com uma onda repentina de energia conhecida como "flash de hélio". À medida que o hélio se funde, carbono e oxigênio são formados e a temperatura do núcleo aumenta novamente.

Logo depois, mesmo elementos mais pesados ​​também começam a se fundir, e o sol em geral ficará um pouco pior com o uso. Vai começar a inchar, explodindo o espaço interplanetário com ventos solares selvagens que começam a arrancar suas camadas superiores. Embora nosso sol não seja grande o suficiente para explodir como uma supernova, isto vai se transformar em uma estrela gigante vermelha, possivelmente se expandindo além da órbita da Terra. E isso não é bom. Nosso planeta será torrado.

Após a morte de nossa estrela, ele deixará para trás os pequenos restos de plasma solar - criando uma bela nebulosa planetária enriquecida com elementos pesados ​​recém-formados que irão criar a próxima geração de estrelas e planetas - e em seu núcleo estará um remanescente estelar quente conhecido como anã branca, um minúsculo, estrela densa brilhando intensamente, um testamento para o sol que costumava estar em seu lugar.

As anãs brancas podem se sustentar por bilhões de anos antes de desaparecer e escurecer para sempre, mas este não é o fim da história. Usando observações da missão europeia Gaia, que atualmente está fazendo medições precisas de estrelas em toda a nossa galáxia, pesquisadores da Universidade de Warwick, no Reino Unido, descobriram um segredo de uma anã branca que permanece oculto.

Até agora.

O anão de cristal

Logo após a formação, anãs brancas são extremamente quentes, irradiando a intensa energia que uma vez foi mantida no núcleo da estrela da sequência principal que veio antes deles. Ao longo dos bilhões de anos após a formação, anãs brancas esfriam lentamente e, em um determinado ponto, o oxigênio e o carbono que eles contêm passarão por uma transição de fase - semelhante ao congelamento da água líquida e se transformando em gelo sólido, apenas em temperaturas e pressões muito mais extremas - solidificando para formar um enorme cristal.

"Todas as anãs brancas irão se cristalizar em algum ponto de sua evolução, embora anãs brancas mais massivas passem pelo processo mais cedo, "Pier-Emmanuel Tremblay, do Departamento de Física da Universidade de Warwick e líder do estudo, disse em um comunicado de imprensa. "Isso significa que bilhões de anãs brancas em nossa galáxia já completaram o processo e são essencialmente esferas de cristal no céu. O próprio sol se tornará uma anã branca de cristal em cerca de 10 bilhões de anos."

A equipe de Tremblay analisou as observações de Gaia para medir as luminosidades e cores de 15, 000 anãs brancas a 300 anos-luz da Terra. O que eles descobriram foi um excesso (ou um "acúmulo") na população de estrelas de cores e brilho específicos. Eles perceberam que este grupo de estrelas representava uma fase semelhante na evolução estelar, onde as condições são adequadas para que esta transição de fase ocorra, causando um atraso no resfriamento, retardando assim o processo de envelhecimento. Os pesquisadores descobriram que algumas dessas estrelas estenderam sua vida útil em até 2 bilhões de anos.

"Esta é a primeira evidência direta de que as anãs brancas se cristalizam, ou transição de líquido para sólido, "adicionou Tremblay, também na declaração. "Foi previsto há cinquenta anos que deveríamos observar um aumento no número de anãs brancas em certas luminosidades e cores devido à cristalização e só agora isso foi observado."

Anãs brancas cristalizadas não são apenas uma curiosidade estelar; sua composição quântica é diferente de tudo que podemos recriar em laboratório. À medida que o material da estrela branca se cristaliza, seu material torna-se ordenado em um nível quântico, núcleos se alinhando como uma rede 3D criando um núcleo metálico de oxigênio e uma camada externa enriquecida com carbono.

Então, aí está, depois que estrelas como o nosso sol morrem, suas histórias não acabaram. Todas as anãs brancas passarão por esta fase de cristalização, enchendo a galáxia com enormes restos estelares parecidos com diamantes.

Quando os Beatles cantaram sua música de sucesso, "Lucy no céu com diamantes, “talvez eles não estivessem se referindo ao LSD como a cultura popular nos faria acreditar. Talvez eles estivessem, em vez disso, dando um aceno para os bilhões de diamantes estelares que agora sabemos que preenchem o céu noturno.