Esta ilustração mostra uma estrela anã vermelha orbitada por um exoplaneta hipotético. As anãs vermelhas tendem a ser magneticamente ativas, exibindo proeminências arqueadas gigantescas e uma riqueza de manchas solares escuras. As anãs vermelhas também entram em erupção com intensas explosões que podem destruir a atmosfera de um planeta próximo ao longo do tempo ou tornar a superfície inóspita à vida como a conhecemos. Crédito:NASA, ESA e D. Player (STScI).
As anãs vermelhas são as estrelas mais abundantes da Via Láctea, representando 70% de todas as estrelas.
Mas a física de seus interiores não é bem compreendida. O calor é gerado no núcleo e viaja para a superfície, mas não está claro se esse processo ocorre por radiação, convecção ou uma combinação dos dois. O fator chave que determina se as anãs vermelhas são dominadas por radiação ou convecção é a opacidade do hidrogênio interno.
Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) usando o National Ignition Facility, o maior e mais energético laser do mundo, estão explorando a opacidade do hidrogênio sob as pressões extremas e temperaturas relativamente baixas encontradas no interior de anãs vermelhas. A pesquisa aparece na revista
Physics of Plasmas .
As anãs vermelhas são estrelas de massa muito baixa. Como resultado, eles têm pressões relativamente baixas, uma baixa taxa de fusão e baixa temperatura. A energia gerada é o produto da fusão nuclear de hidrogênio em hélio por meio do mecanismo de cadeia próton-próton (PP). Essas estrelas emitem relativamente pouca luz.
Em seu artigo, os cientistas e colaboradores do LLNL propõem um novo experimento de implosão no NIF para medir a opacidade do hidrogênio denso devido à absorção livre, que se acredita ser o mecanismo de absorção dominante para esse ambiente. Para conseguir isso, a velocidade de implosão é significativamente reduzida para atingir temperaturas de plasma mais frias do que as necessárias para reações de fusão de confinamento inercial autossustentáveis, e o hidrogênio de alta densidade é sondado por radiografia de raios X.
Acredita-se que as menores anãs vermelhas sejam totalmente convectivas. Neste caso, as reações de fusão no núcleo são permanentemente reabastecidas pelo hidrogênio das camadas externas. Combinado com as baixas taxas de fusão devido às temperaturas relativamente baixas do núcleo, a convecção possivelmente permite que algumas anãs vermelhas durem trilhões de anos até que todo o combustível de hidrogênio seja gasto.
A estrutura interna de uma estrela tem um grande impacto na atividade de sua superfície. A fronteira entre um núcleo radiativo e uma camada convectiva pode levar a fortes campos magnéticos e uma atmosfera turbulenta, incluindo explosões radiativas e de plasma que podem ameaçar a vida em planetas próximos.
“Mas mesmo um pequeno núcleo radiativo pode mudar fortemente o comportamento e sua existência depende crucialmente da eficácia do transporte de radiação em matéria altamente comprimida”, disse Tilo Doeppner, coautor do LLNL. "Compreender as propriedades radiativas dos plasmas complexos dentro de uma estrela hospedeira é crucial ao julgar a possibilidade de um exoplaneta hospedar vida - especialmente para anãs vermelhas onde se pensa que a zona habitável seja encontrada relativamente perto da própria estrela devido à baixa superfície temperatura."
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