Cristais flutuantes retardam o envelhecimento estelar. Para algumas estrelas, isso pode atrasar a morte em bilhões de anos

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Vista total da Via Láctea obtida pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia. Crédito:ESA/Gaia/DPAC

Imagine as brasas de uma fogueira diminuindo lentamente com o tempo. Esse é o destino que a maioria das estrelas do universo enfrenta. Depois de esgotado o seu combustível nuclear, 98% das estrelas – incluindo o nosso Sol – acabarão por se tornar anãs brancas. Acredita-se que esses pequenos e densos remanescentes simplesmente esfriem, tornando-se cada vez mais tênues à medida que o universo envelhece.

Em 2019, os astrônomos descobriram um grupo de anãs brancas que parou misteriosamente de esfriar. Estas estrelas “eternamente jovens” permanecem a uma temperatura de superfície quase constante durante pelo menos oito mil milhões de anos – um período de tempo incrível, considerando que o Universo tem 13,8 mil milhões de anos.

Algo está alimentando essas estrelas por dentro, mas dado que sua fonte de combustível nuclear havia esgotado, os cientistas não tinham certeza do que poderia mantê-las brilhando tão intensamente. Nossa pesquisa, publicada recentemente na Nature , apresenta a solução para esse enigma.

Usando informações recolhidas pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, os investigadores descobriram que algumas anãs brancas essencialmente param de arrefecer.

Ao estudar como as anãs brancas estão distribuídas em função da temperatura (do quente ao frio) nos dados do Gaia, os astrónomos notaram uma acumulação de anãs brancas a temperaturas intermédias. Isto indica que algumas anãs brancas passam mais tempo a estas temperaturas intermédias – oito mil milhões de anos mais do que se pensava ser possível.

Cristais estelares

As anãs brancas são estranhas. Uma mera colher de chá do material extraído de seus núcleos pesa várias toneladas. Sob densidades tão extremas, a matéria pode se comportar de maneira estranha. Embora o interior das anãs brancas seja milhões de graus quente, a densidade é alta o suficiente para que elas possam congelar até o estado sólido. Eles formam cristais a partir do carbono, oxigênio e outros elementos presentes em seu interior.

A formação destes cristais normalmente começa no centro da estrela, onde a densidade é maior. À medida que a anã branca esfria, mais cristais são formados em camadas sucessivas até que quase toda a estrela esteja completamente sólida.

No entanto, esta cristalização de dentro para fora não se aplica a todas as anãs brancas. Descobrimos que os elementos mais pesados presentes nas anãs brancas são expelidos dos cristais à medida que são formados, tal como o sal é expelido dos cristais de gelo quando a água do mar congela.