Astrônomos identificam duas anãs brancas condenadas a morrer em uma detonação quádrupla

Por Will Dunham

WASHINGTON (Reuters) - Astrônomos detectaram duas robustas estrelas anãs brancas -- brasas estelares altamente compactas -- orbitando próximas uma da outra e aparentemente destinadas a morrer em uma detonação quádrupla extraordinariamente violenta.

Ligadas gravitacionalmente uma à outra no que é chamado de sistema binário, as duas estrelas estão localizadas em nossa galáxia, a Via Láctea, a cerca de 160 anos-luz da Terra -- relativamente próximas em termos cósmicos. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, ou seja, 9,5 trilhões de km.

As anãs brancas estão entre os corpos celestes mais compactos. Estrelas com até oito vezes a massa do nosso Sol parecem destinadas a acabar dessa forma: queimando todo o hidrogênio que usam como combustível. A gravidade, então, faz com que entrem em colapso e explodam suas camadas externas em um estágio de 'gigante vermelha', deixando para trás um núcleo compacto com aproximadamente o diâmetro da Terra -- a anã branca.

'As anãs brancas são os remanescentes estelares da grande maioria das estrelas e, de tempos em tempos, encontramos sistemas em que duas anãs brancas orbitam uma em torno da outra', disse James Munday, pesquisador PhD da Universidade de Warwick, na Inglaterra, e principal autor do estudo publicado na revista Nature Astronomy.

Os pesquisadores usaram dados de quatro telescópios terrestres para estudar esse sistema binário. Uma das anãs brancas tem uma massa de cerca de 83% da massa do nosso Sol e a outra tem cerca de 72%. Nenhum outro binário de anãs brancas conhecido tem uma massa combinada maior, disse Munday.

'Ambas são quase tão grandes quanto a Terra. Uma tem um diâmetro cerca de 20% maior e a outra cerca de 50% maior. Isso nos dá uma ideia de quão densas elas são. É o Sol comprimido no tamanho da Terra. Suas massas, quando eram estrelas normais, eram provavelmente cerca de três a quatro vezes a massa do Sol', disse a astrofísica da Universidade de Warwick e coautora do estudo, Ingrid Pelisoli.

São conhecidas algumas centenas de sistemas binários compostos por duas estrelas anãs brancas. Essas duas orbitam mais próximas uma da outra do que qualquer outra. Elas estão cerca de 25 vezes mais próximas uma da outra do que o planeta mais interno do nosso sistema solar, Mercúrio, está do Sol, completando uma órbita a cada aproximadamente 14 horas.

Como a distância entre elas diminui gradualmente à medida que o sistema binário perde energia, o fato de serem tão maciças e tão próximas garante sua morte em uma grande escala de tempo.

Quando elas se aproximarem ainda mais uma da outra, a mais pesada das duas anãs brancas, devido à sua maior força gravitacional, começará a extrair material da camada externa da mais leve e aumentará sua massa para além do limite a partir do qual uma anã branca sofre uma explosão termonuclear.

Isso vai preparar o cenário para uma explosão complexa chamada de supernova do tipo 1a, que nesse caso envolve uma detonação quádrupla.

'As anãs brancas são compostas de camadas, como uma cebola. Sua camada interna é um núcleo de carbono e oxigênio, cercado por uma camada de hélio e, finalmente, por uma camada de hidrogênio', disse Pelisoli.

'A estrela menos massiva transferirá massa para a massiva quando elas começarem a interagir. Isso fará com que a camada de hélio (da mais pesada) se torne muito maciça, provocando uma explosão. Isso então desencadeia uma segunda explosão no núcleo de carbono-oxigênio. A onda de choque dessas explosões, por sua vez, desencadeia uma terceira explosão na camada de hélio remanescente da companheira, o que desencadeia uma quarta explosão em seu núcleo de carbono-oxigênio', acrescentou Pelisoli.

Espera-se que essa detonação quádrupla leve cerca de quatro segundos, do início ao fim. Mas ela não ocorrerá tão cedo.

Os pesquisadores calculam que ela ocorrerá daqui a aproximadamente 22,6 bilhões de anos -- o universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos. Quando a explosão ocorrer, ela parecerá, da perspectiva da Terra, cerca de 10 vezes mais brilhante do que a lua no céu noturno -- se a Terra, agora com cerca de 4,5 bilhões de anos, ainda existir.

Essa é a primeira vez que um sistema binário que aparentemente se encaminha para esse destino é identificado. Se as duas anãs brancas estivessem distantes o suficiente para que a mais pesada não sugasse o material da mais leve, elas poderiam sobreviver em paz perpétua.

'Em uma órbita mais ampla, elas poderiam de fato viver de forma estável sem nenhum futuro catastrófico, mas aqui sabemos que a explosão iluminará o nosso lado da galáxia', disse Munday.

(Reportagem de Will Dunham)