As anãs brancas são os remanescentes compactos de estrelas que pararam a combustão nuclear, um destino que acabará por acontecer ao nosso Sol.
© Lucy McNeill (ilustração do sistema binário J1539+5027)
A ilustração mostra o sistema binário J1539+5027, com um período orbital de 6,9 minutos, composto por uma anã branca aquecida pela maré (amarela) e por uma segunda anã branca companheira mais compacta (azul). Está prestes a iniciar a transferência de massa.
As anãs brancas são estrelas degeneradas extremamente densas porque a sua estrutura é não é intuitiva: quanto mais massivas possuem, menores são. As anãs brancas formam-se muitas vezes em sistemas binários, em que duas estrelas se orbitam uma à outra. A maior parte delas são antigas, mesmo para os padrões galácticos, e arrefeceram até temperaturas superficiais de cerca de 4000 Kelvin.
No entanto, estudos recentes revelaram uma classe de sistemas binários de curto período, em que as estrelas se orbitam uma à outra mais depressa do que uma vez por hora. Ao contrário dos modelos teóricos, estas estrelas incharam até ao dobro do tamanho esperado devido a temperaturas à superfície de 10 a 30 mil Kelvin.
Este fato inspirou uma equipe de pesquisadores a investigar a teoria das marés e a utilizá-la para prever o aumento de temperatura das anãs brancas em órbitas binárias de curto período. As forças de maré deformam frequentemente os corpos celestes em órbitas binárias, determinando a sua evolução orbital.
O aquecimento de maré tem tido algum sucesso na explicação das temperaturas de Júpiteres quentes e das suas propriedades orbitais com as suas estrelas hospedeiras. Mas, até que ponto pode o aquecimento de maré explicar as temperaturas das anãs brancas em binários de curto período?
Os pesquisadores construíram um quadro teórico que explica o aumento de temperatura das anãs brancas em binários de curto período. Esta estrutura é completamente generalizada, permitindo a previsão da evolução passada e futura da temperatura, bem como a evolução orbital de estrelas anãs brancas em sistemas binários.
Os resultados revelaram que as forças de maré podem influenciar fortemente a evolução de tais anãs brancas. Especificamente, a força de maré de uma anã branca pequena afeta o aquecimento interno da sua companheira maior, mas menos massiva, provocando a sua dilatação e aumentando a temperatura da sua superfície para, pelo menos, 10.000 Kelvin. Devido a esta dilatação, prevê-se que as anãs brancas devem ter tipicamente o dobro do tamanho previsto pela teoria quando começam a interagir, ou a transferir massa. Consequentemente, binários de anãs brancas com períodos curtos podem começar a interagir com períodos orbitais três vezes mais longos do que o previsto anteriormente.
Esperava-se que o aquecimento de maré aumentasse as temperaturas destas anãs brancas, mas é surpreendente a diminuição do período orbital das anãs brancas mais antigas quando os seus lóbulos de Roche entram em contato.
As anãs brancas em sistemas binários com períodos orbitais tão curtos acabam por interagir e emitir radiação gravitacional, e pensa-se que causam fenômenos astronómicos como supernovas do Tipo Ia e variáveis cataclísmicas.
No futuro, a equipe planeja aplicar a sua estrutura a sistemas binários com anãs brancas de carbono-oxigênio e potencialmente aprender sobre as progenitoras de explosões do Tipo Ia, prestando especial atenção nas temperaturas se favorecerem ou não o chamado cenário de dupla degenerescência ou fusão.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Kyoto University