Afinal, estrelas mortas não estão tão mortas: a força oculta que infla as anãs brancas

As anãs brancas existem frequentemente em sistemas binários, onde duas estrelas orbitam uma à outra. A maioria desses pares são extremamente antigos nas escalas de tempo galácticas e esfriaram a temperaturas próximas a 4.000 graus Kelvin. Observações recentes, no entanto, revelaram um grupo de binários de curto período em que as estrelas completam uma órbita em menos de uma hora. Estes pares que se movem rapidamente não correspondem às previsões estabelecidas, uma vez que muitos parecem ter aproximadamente o dobro do tamanho esperado e têm temperaturas entre 10.000 e 30.000 graus Kelvin.

Investigando o papel do aquecimento das marés

Este comportamento inesperado levou uma equipa de investigação liderada por Lucy Olivia McNeill, da Universidade de Quioto, a examinar a influência das forças das marés nestes sistemas. As marés frequentemente distorcem objetos que compartilham órbitas próximas, afetando a forma como essas órbitas evoluem ao longo do tempo.

“O aquecimento das marés teve algum sucesso na explicação das temperaturas dos Júpiteres Quentes e das suas propriedades orbitais com as suas estrelas hospedeiras. Então questionámo-nos: até que ponto o aquecimento das marés pode explicar as temperaturas das anãs brancas em binários de curto período?” pergunta McNeill.

Para explorar esta questão, os investigadores desenvolveram um modelo teórico concebido para estimar o quanto as anãs brancas aquecem em binários de curto período. O modelo foi construído para ser amplamente aplicável, possibilitando estimar tanto o histórico de temperatura quanto as futuras mudanças orbitais das anãs brancas nesses sistemas.

As forças das marés remodelam a evolução das anãs brancas

A análise da equipa mostrou que as interações das marés podem desempenhar um papel importante na forma como estas estrelas evoluem. Em particular, a atração gravitacional de uma anã branca menor pode aumentar o calor interno dentro de uma companheira maior, mas menos massiva. Este calor adicional faz com que a estrela se expanda e aumente a temperatura da sua superfície para pelo menos 10.000 graus Kelvin.

Devido a esta expansão, os investigadores propõem que as anãs brancas terão provavelmente o dobro do tamanho previsto pela teoria padrão no ponto em que começam a trocar material, uma fase conhecida como transferência de massa. Como resultado, estes pares de períodos curtos podem começar a interagir em períodos orbitais três vezes mais longos do que os cientistas acreditavam anteriormente.

“Esperávamos que o aquecimento das marés aumentasse as temperaturas destas anãs brancas, mas ficámos surpresos ao ver o quanto o período orbital reduz para as anãs brancas mais antigas quando os seus lóbulos de Roche entram em contacto,” diz McNeill.

Implicações para explosões estelares e pesquisas futuras

Anãs brancas em órbitas extremamente estreitas acabarão por interagir e emitir radiação gravitacional. Sistemas deste tipo são considerados possíveis origens de supernovas do tipo Ia e variáveis ​​cataclísmicas, dois eventos cósmicos dramáticos e cientificamente importantes.

Olhando para o futuro, a equipa pretende aplicar o seu modelo a sistemas binários feitos de anãs brancas de carbono-oxigénio. O seu objetivo é compreender melhor os caminhos potenciais que levam às explosões do tipo Ia, especialmente se as previsões realistas de temperatura apoiam o cenário de dupla degeneração (fusão).