Uma estrela anã branca massiva com uma atmosfera bizarra rica em carbono poderia ser duas anãs brancas fundidas de acordo com uma equipe internacional liderada por astrônomos da Universidade de Warwick, e apenas evitou a destruição por pouco.

Eles descobriram uma anã branca ultra-massiva incomum a cerca de 150 anos-luz de nós com uma composição atmosférica nunca vista antes, a primeira vez que uma anã branca fundida foi identificada usando sua composição atmosférica como uma pista.

A descoberta, publicado hoje (2 de março) na revista Astronomia da Natureza , poderia levantar novas questões sobre a evolução de estrelas anãs brancas massivas e sobre o número de supernovas em nossa galáxia.

Esta estrela, denominado WDJ0551 + 4135, foi identificada em um levantamento de dados do telescópio Gaia da Agência Espacial Européia. Os astrônomos acompanharam com espectroscopia feita usando o Telescópio William Herschel, focar naquelas anãs brancas identificadas como particularmente massivas - um feito que foi possível graças à missão Gaia. Ao quebrar a luz emitida pela estrela, os astrônomos foram capazes de identificar a composição química de sua atmosfera e descobriram que havia um nível excepcionalmente alto de carbono presente.

Autor principal, Dr. Mark Hollands, do Departamento de Física da University of Warwick, disse:"Esta estrela se destacou como algo que nunca tínhamos visto antes. Você pode esperar ver uma camada externa de hidrogênio, às vezes misturado com hélio, ou apenas uma mistura de hélio e carbono. Você não espera ver esta combinação de hidrogênio e carbono ao mesmo tempo, pois deveria haver uma espessa camada de hélio entre eles que proíbe isso. Quando olhamos para ele, não fazia nenhum sentido. "

Para resolver o quebra-cabeça, os astrônomos viraram detetive para descobrir as verdadeiras origens da estrela.

As anãs brancas são restos de estrelas como o nosso próprio Sol, que queimaram todo o seu combustível e desprenderam suas camadas externas. A maioria é relativamente leve, cerca de 0,6 vezes a massa do nosso Sol, mas este pesa 1,14 massas solares, quase o dobro da massa média. Apesar de ser mais pesado que o nosso Sol, é compactado em dois terços do diâmetro da Terra.

A idade da anã branca também é uma pista. As estrelas mais velhas orbitam a Via Láctea mais rápido do que as mais jovens, e este objeto está se movendo mais rápido do que 99% das outras anãs brancas próximas com a mesma idade de resfriamento, sugerindo que esta estrela é mais velha do que parece.

Dr. Hollands acrescenta:"Temos uma composição que não podemos explicar por meio da evolução estelar normal, uma massa duas vezes a média de uma anã branca, e uma idade cinemática mais velha do que a inferida a partir do resfriamento. Temos certeza de como uma estrela forma uma anã branca e isso não deveria acontecer. A única maneira de explicar isso é se ela foi formada pela fusão de duas anãs brancas. "

A teoria é que quando uma estrela em um sistema binário se expande no final de sua vida, ela envolverá seu parceiro, aproximando sua órbita conforme a primeira estrela encolhe. O mesmo acontecerá quando a outra estrela se expandir. Ao longo de bilhões de anos, a emissão de ondas gravitacionais encolherá ainda mais a órbita, a ponto de as estrelas se fundirem.

Embora as fusões de anãs brancas tenham sido previstas para ocorrer, este seria particularmente incomum. A maioria das fusões em nossa galáxia será entre estrelas com diferentes massas, enquanto esta fusão parece ocorrer entre duas estrelas de tamanhos semelhantes. Também há um limite para o tamanho da anã branca resultante:com mais de 1,4 massas solares, acredita-se que ela explodiria em uma supernova, embora seja possível que essas explosões ocorram em massas ligeiramente menores, portanto, esta estrela é útil para demonstrar a massa que uma anã branca pode ter e ainda sobreviver.

Como o processo de fusão reinicia o resfriamento da estrela, é difícil determinar quantos anos ele tem. A anã branca provavelmente se fundiu cerca de 1,3 bilhão de anos atrás, mas as duas anãs brancas originais podem ter existido por muitos bilhões de anos antes.

É uma de apenas um punhado de anãs brancas fundidas a ser identificada até agora, e o único pela sua composição.

Dr. Hollands acrescenta:"Não há tantas anãs brancas tão massivas, embora haja mais do que você esperaria ver, o que implica que alguns deles provavelmente foram formados por fusões.

"No futuro, poderemos ser capazes de usar uma técnica chamada asteroseismologia para aprender sobre a composição do núcleo da anã branca a partir de suas pulsações estelares, que seria um método independente para confirmar esta estrela formada a partir de uma fusão.

"Talvez o aspecto mais emocionante desta estrela seja que ela quase não explodiu como uma supernova - essas explosões gigantescas são realmente importantes no mapeamento da estrutura do Universo, pois podem ser detectados a distâncias muito grandes. Contudo, ainda há muita incerteza sobre que tipo de sistema estelar chega ao estágio de supernova. Por mais estranho que possa parecer, medindo as propriedades desta supernova 'falhada', e futuros sósias, está nos dizendo muito sobre os caminhos para a auto-aniquilação termonuclear. "