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6 fatos que você nunca imaginou sobre as estrelas mais próximas da Terra

As estrelas Alpha Centauri (canto superior esquerdo), incluindo A e B, fazem parte do mesmo sistema estelar trinário que Proxima Centauri (circulado). Beta Centauri (canto superior direito), quase tão brilhante quanto Alpha Centauri, está centenas de vezes mais distante, mas intrinsecamente mais brilhante. (Usuário do Wikimedia Commons Skatebiker)

O bairro solar é tão diferente do que as pessoas imaginam. Mas pela primeira vez, sabemos como é.

Quando você olha para as estrelas no céu noturno, elas aparecem com diferentes brilhos, cores e padrões de agrupamento. Mas quando você vê uma estrela, você não sabe imediatamente se é uma estrela isolada ou parte de um sistema estelar múltiplo, se é intrinsecamente brilhante ou intrinsecamente fraca, e se está perto ou longe. Tudo o que você sabe, desde uma primeira inspeção, é quão brilhante e de que cor ela parece ser. Acontece que a maioria das estrelas visíveis a olho nu são, na verdade, intrinsecamente muito brilhantes, excepcionalmente azuis e bem distantes. E as estrelas mais próximas? Enquanto alguns deles são brilhantes, próximos e famosos - como Alfa Centauro e Sirius — a maioria deles requer equipamentos e técnicas especiais para serem encontrados. Em 1994, uma equipe de astrônomos formou RECONS , o Consórcio de Pesquisa em Estrelas Próximas, para investigar e aprender sobre as estrelas mais próximas da Terra. Eles acabaram de divulgar seus últimos resultados ; aqui estão os destaques.

O que o RECONS faz é fazer os maiores e mais fracos levantamentos possíveis de todo o céu, procurando por objetos que pareçam mostrar uma paralaxe quando vistos em diferentes épocas do ano. À medida que a Terra orbita o Sol, ela muda sua posição em relação às outras estrelas no céu. Assim como o polegar parece se mover se você o segurar no comprimento do braço e alternar a visualização entre o olho esquerdo e o direito, as estrelas mais próximas se movem de posição em relação às estrelas de fundo mais distantes quando você as vê com seis meses de intervalo. Medir essa paralaxe permite determinar diretamente a distância a essas estrelas, e as mais próximas são definidas arbitrariamente como dentro de 10 parsecs (32,6 anos-luz), o que corresponde a uma paralaxe de 0,1″ ou mais. Aqui estão as seis maiores descobertas, até agora.

No início da colaboração RECONS, havia 191 sistemas estelares conhecidos em 10 parsecs. Agora, existem 316, com apenas anãs vermelhas, anãs marrons e sistemas dominados por anãs brancas adicionados à briga. (T.J. Henry et al. (2018), https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf)

1.) Existem 316 sistemas estelares descobertos em 10 parsecs . Esta é uma melhoria incrível em relação ao que sabíamos no início do RECONS; o número de sistemas estelares conhecidos dentro de 10 parsecs era de apenas 191; esse número é agora até 316 hoje. Os 125 novos sistemas estelares que foram adicionados pelo RECONS e outras equipes em busca de estrelas próximas representam um aumento de 65% em relação ao número original. Além disso, agora medimos com precisão paralaxes para todos eles. Estes são todos sistemas intrinsecamente fracos, onde dos 125:

• 79 são dominados por anãs vermelhas,
• 37 por anãs marrons, e
• 9 por outras anãs, como estrelas anãs brancas.

Muitos sistemas estelares têm vários membros; dominada por meio de qual classe de estrela é a estrela mais brilhante e luminosa do sistema. Com este último lançamento de dados, a cobertura foi tão boa, completa e profunda que a colaboração RECONS anunciou que agora, com confiança, encontramos mais de 90% de todos os sistemas estelares em 10 parsecs.

O (moderno) sistema de classificação espectral Morgan-Keenan, com a faixa de temperatura de cada classe de estrelas mostrada acima, em kelvin. A esmagadora maioria das estrelas hoje são estrelas da classe M, com apenas 1 estrela conhecida da classe O ou B dentro de 25 parsecs. Nosso Sol é uma estrela da classe G. (Usuário do Wikimedia Commons LucasVB, acréscimos de E. Siegel)

2.) Estrelas brilhantes são extremamente raras; as estrelas mais fracas são de longe as mais comuns . As estrelas, como as classificamos, vêm em sete tipos diferentes: O, B, A, F, G, K e M, organizados do mais azul e mais quente ao mais vermelho e mais frio. Estes representam estrelas que estão queimando hidrogênio em hélio (ou elementos mais pesados) através da fusão nuclear em seus núcleos. As anãs marrons são estrelas falhadas que não são suficientemente massivas para se tornarem estrelas da classe M, enquanto as anãs brancas são os núcleos remanescentes de estrelas semelhantes ao Sol que já terminaram suas vidas queimando todo o seu combustível nuclear. Destes 316 sistemas:

• 0 deles são dominados por estrelas da classe O (0%),
• 0 deles por estrelas da classe B (0%),
• 4 deles por estrelas da classe A (1,3%),
• 8 deles por estrelas da classe F (2,5%),
• 19 , incluindo o Sol, por estrelas da classe G (6,0%),
• 29 por estrelas da classe K (9,2%),
• 222 por estrelas da classe M (66,5%),
• 37 por anãs marrons (11,7%), e
• 9 por anãs brancas (2,8%).

Isso nos diz que, dos sistemas estelares próximos compostos de estrelas verdadeiras (O, B, A, F, G, K e M), 82% deles são estrelas da classe M: as anãs vermelhas. Nosso Sol é bastante incomum no grande esquema das coisas.

A constelação de Órion, junto com o grande complexo de nuvens moleculares e incluindo suas estrelas mais brilhantes. Por mais impressionantes que sejam essas estrelas, elas estão muito mais distantes do que 10 parsecs; parecem brilhantes porque são intrinsecamente brilhantes. Apenas 51 estrelas dentro de 10 parsecs são visíveis a olho nu. (Rogelio Bernal Andréo)

3.) A estrela da classe O ou B mais próxima está a 79 anos-luz de distância . Isso seria Regulus , na extremidade muito fraca da classe B de estrelas. Regulus é a estrela mais brilhante da constelação de Leão e, em geral, é a 21ª estrela mais brilhante do céu. A razão pela qual as estrelas da classe O e da classe B são tão raras é que elas são massivas e de curta duração. Uma vez que você se afasta de uma região de formação de estrelas, que é o Sol (estando entre braços espirais no momento), só serão estrelas relativamente mais antigas que estão em sua vizinhança. Regulus, na extremidade inferior da classe B, viveu por cerca de 1 bilhão de anos e não tem muito mais tempo antes de passar para a próxima fase de seu ciclo de vida, mas como parte de um sistema estelar quádruplo, é ainda pendurado lá. Mas você tem que ir muito além de 10 parsecs, chegando a quase 25, para encontrá-lo.

Uma estrela de nêutrons é uma das coleções mais densas de matéria do Universo, mas há um limite superior para sua massa. Exceda-o e a estrela de nêutrons entrará em colapso para formar um buraco negro. (ESO/Luís Calçada)

4.) Não há estrelas de nêutrons ou buracos negros dentro de 10 parsecs . E, para ser honesto, você precisa ir muito além de 10 parsecs para encontrar qualquer um deles! Em 2007, os cientistas descobriram o objeto de raios X 1RXS J141256.0+792204, apelidado de Calvera, e identificou-a como uma estrela de nêutrons . Este objeto está a magníficos 617 anos-luz de distância, tornando-se a estrela de nêutrons mais próxima conhecida. Para chegar ao buraco negro conhecido mais próximo, você tem que percorrer todo o caminho até V616 Monocerotis , que está a mais de 3.000 anos-luz de distância. De todos os 316 sistemas estelares identificados em 10 parsecs, podemos afirmar definitivamente que não há nenhum deles com companheiros de buraco negro ou estrela de nêutrons. Pelo menos onde estamos na galáxia, esses objetos são raros.

Sistema TRAPPIST-1 comparado ao sistema solar; todos os sete planetas de TRAPPIST-1 poderiam caber dentro da órbita de Mercúrio. Ao fornecer a massa, raio, conteúdo atmosférico e parâmetros orbitais dos planetas, juntamente com informações astronômicas sobre nossa estrela, alguém com tecnologia avançada poderia identificar nosso Sistema Solar de longe. (NASA/JPL-Caltech)

5.) Existem atualmente 56 exoplanetas conhecidos dentro de 10 parsecs . Apesar do fato de que existem mais de 400 estrelas conhecidas dentro de 10 parsecs, apenas 26 foram confirmados como tendo sistemas planetários. O antigo recordista era HD 219134 , com seis planetas confirmados e um candidato adicional, enquanto o mais próximo é Proxima Centauri b, a uma distância de apenas 4,2 anos-luz. TRAPPIST-1 simplesmente perde; a 40 anos-luz de distância, está a uma sombra de mais de 12 parsecs de distância.

Uma das principais missões da TESS , que foi lançado com sucesso na semana passada, será procurar planetas em trânsito em torno dessas estrelas. Se encontrar, identificar e caracterizá-los, futuros telescópios como James Webb e os telescópios da classe de 30 metros que estão sendo construídos na Terra terão a chance de observá-los. Pela primeira vez, se a natureza for gentil, a humanidade estará procurando por sinais atmosféricos de vida em mundos potencialmente habitados ao redor de outras estrelas.

Embora praticamente todas as estrelas no céu noturno pareçam ser pontos únicos de luz, muitas delas são sistemas multi-estrelas, com aproximadamente 50% das estrelas que vimos ligadas a sistemas multi-estrelas. Castor é o sistema com mais estrelas dentro de 25 parsecs: é um sistema sêxtuplo. (NASA/JPL-Caltech/Caetano Julio)

6.) Mas sistemas estelares múltiplos são muito comuns . Podemos ver isso facilmente em 10 parsecs, onde estrelas como o Sol podem ser únicas, mas binários, trinários e mais são bastante comuns. O sistema estelar mais próximo do nosso, Alfa Centauro , é um sistema triplo, e existem até dois sistemas quíntuplos, GJ0644 e Alfa Libra , dentro de 10 parsecs. Existem bem mais de 100 estrelas adicionais que fazem parte dos 316 sistemas conhecidos quando você considera a natureza de várias estrelas do que está lá fora. Mas os cientistas queriam fazer melhor, então o RECONS decidiu estender sua busca na última década para 25 parsecs. Ao fazê-lo, a partir de 2014, havia encontrado:

• 1533 sistemas de estrela única,
• 509 sistemas binários,
• 102 sistemas triplos,
• 19 sistemas quádruplos,
• 4 sistemas quíntuplos, e até mesmo
• 1 sistema sêxtuplo.

Esse sistema sêxtuplo, Castor , é conhecido desde os tempos antigos e é o 24º sistema estelar mais brilhante no céu noturno, a uma distância de apenas 51 anos-luz de distância. Está a mais de 10 parsecs de distância, mas, a 15,7, apenas um pouco.

O diagrama HR padrão, de cor versus magnitude, é mostrado inserido. Conforme encontrado pelos estudos mais recentes, estrelas anãs adicionais ajudam a preencher apenas a extremidade de menor magnitude do que está a 10 parsecs de nós. (T. J. Henry et al. (2018), principal, com NASA/CXC, inserido.)

Os sistemas mais fracos e de menor massa ainda podem ter escapado da detecção em 10 parsecs, e não há garantia de que o que estamos observando perto de nós seja representativo do que realmente está na galáxia e no Universo em média. Mas estamos nos aproximando rapidamente do limite de onde e como as estrelas desaparecidas podem ser encontradas; os cientistas que trabalham no RECONS afirmaram com confiança que quase certamente encontraram quase todos os sistemas estelares lá fora. Com base no que vimos, o Sol não é uma estrela típica, mas mais massiva do que cerca de 95% das estrelas do Universo. À medida que avançamos, começaremos a responder perguntas sobre planetas e vida, em vez de apenas estrelas, quando se trata de nossa vizinhança local. É um momento fascinante para explorar os confins do espaço sideral, inclusive além do nosso próprio Sistema Solar.

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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