Throwback Thursday: As luzes invisíveis mais próximas
Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech, do WISE, o Wide-Field Infrared Survey Explorer.
Como ainda estamos, só agora, descobrindo as estrelas mais próximas da Terra.
Quando menino, acreditava que poderia me tornar invisível. Não tenho certeza se algum dia conseguiria, mas certamente tive a capacidade de passar despercebido. – Carimbo Terence
Quando olhamos para o céu noturno de um local escuro aqui na Terra, se a Lua não estiver fora, algo em torno de 6.000 estrelas (ou possivelmente até mais) cumprimentarão seus olhos em uma noite clara.
Crédito da imagem: Tamas Ladanyi (TWAN).
Esta é apenas uma pequena fração das centenas de bilhões de estrelas que realmente compõem nossa galáxia, o que faz sentido, se você pensar bem. Considerando o quão grande é a nossa galáxia e quão vastas são as distâncias entre as estrelas, faz sentido que apenas algumas delas sejam visíveis da nossa localização. E embora isso seja verdade, você provavelmente pensaria que as estrelas que podemos ver são bastante representativas do mais próximo estrelas para nós. Mas a história é realmente muito mais rica do que isso.
Crédito da imagem: Richard Powell de http://www.atlasoftheuniverse.com/ .
Não vai surpreendê-lo que todas as estrelas não sejam criadas iguais, mas pode surpreendê-lo apenas quão desiguais essas estrelas são quando comparadas umas com as outras.
Se você pegar uma estrela como o Sol e afastá-la dez vezes, ela parecerá apenas um centésimo mais brilhante. Mas se você pegar uma estrela com a massa do Sol e compará-la com uma estrela que foi dez vezes maior como o Sol, o mais massivo seria cerca de cinco mil vezes mais brilhante! As estrelas mais massivas - mais de 100 vezes mais massivas que a nossa - podem ofuscar o Sol literalmente milhões de vezes .
Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons LucasVB, renderizado usando POV-Ray.
Em outras palavras, as estrelas que você vê são uma combinação de estrelas que estão relativamente próximas de nós, mas mais ainda estrelas que são muito brilhantes intrinsecamente. Na verdade, dos dez sistemas estelares mais próximos de nós, apenas dois deles são visíveis a olho nu!
Pegue a estrela mais próxima de nós, por exemplo: Proxima Centauri . Você provavelmente já ouviu falar do Sistema Alfa Centauri , um par binário de estrelas a apenas 4,3 anos-luz de distância. Mas ainda mais perto está Proxima Centauri, uma estrela anã vermelha que tem apenas 12% da massa do Sol e apenas 0,0056% de luminosidade na luz visível. A foto abaixo mostra Alpha e Beta Centauri, os 3º e 9º sistemas estelares mais brilhantes do céu, junto com Proxima Centauri, circulados e apontados.
Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Skatista .
Isso é a estrela mais próxima de nós, e só foi descoberta em 1915, menos de 100 anos atrás. E, como uma estrela da sequência principal de fusão de hidrogênio, nem é Fechar para, intrinsecamente, o objeto mais escuro que existe.
Crédito da imagem: diagrama Hertzsprung-Russell recuperado de http://universe-review.ca/ .
Este é o diagrama padrão de Hertzsprung-Russell, mostrando uma enorme variedade de estrelas, desde as anãs vermelhas de baixa massa, frias e classe M (você pode encontrar Proxima Centauri entre elas) até as ultramassivas e brilhantes estrelas azuis da classe O.
Mas este diagrama corta estrelas que são ainda menores em massa: muito baixas, na verdade, para fundir hidrogênio em hélio. Em vez disso, eles geram sua luz fundindo os vestígios de deutério com os quais nasceram em elementos um pouco mais pesados, com alguns deles literalmente trilhões vezes menos luminoso que o Sol, e milhões de vezes menos luminoso que até mesmo as anãs brancas mais fracas.
Crédito da imagem: Steven Dutch da UW Green Bay.
Conhecido como anãs marrons (mesmo que, em termos de cor, eles sejam levemente magenta a olho nu), essas coisas podem ser tão legais que praticamente não emitem luz visível e precisam ser caçadas no infravermelho. A temperatura crítica para um objeto ser quente o suficiente para emitir luz visível espontaneamente está em algum lugar entre 700 e 800 K, o que significa que se uma anã marrom for mais fria do que isso, ela será invisível aos olhos humanos, não importa o quão poderoso um telescópio seja usado. .
Ainda hoje, apenas alguns milhares ( confirmado ) anãs marrons são conhecidos , com o mais legal, WISE 1828+2650 , tendo uma temperatura tão baixa que - na pressão atmosférica padrão - não poderia nem ferver água !
Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/UCLA; a espaçonave WISE.
SÁBIO - o Explorador de pesquisa infravermelho de campo amplo — é a ferramenta mais poderosa que já desenvolvemos e implantamos com sucesso para encontrar esses objetos. Abaixo é mostrado O gráfico de Ned Wright de um espectro padrão de anãs marrons, bem como as sensibilidades de várias missões baseadas no espaço. Como você pode ver claramente, até que o Telescópio Espacial James Webb apareça – que será no mínimo em 2018 – o WISE terá que servir como o melhor instrumento que temos para encontrar esses objetos indescritíveis.
Crédito da imagem: Ned Wright / UCLA, NASA, JPL / Caltech, WISE.
E o WISE realmente se superou nessa frente, com sua maior conquista sendo que encontrou um par de anãs marrons a apenas 6,5 anos-luz de distância, tornando-o o terceiro sistema estelar mais próximo (se você contar anãs marrons como estrelas) ao nosso Sol!
Isso mesmo – mais uma vez, para enfatizar – só agora, em 2013, encontramos o terceiro sistema estelar mais próximo de nós . Apenas o sistema Alpha Centauri (incluindo Proxima) e a estrela de Barnard estão mais próximos.
Crédito da imagem: NASA / JPL / Observatório Gemini / AURA / NSF.
A dupla – conhecida como SÁBIO 1049-5319 – foi observado pela primeira vez pelo WISE em 2010, mas foi difícil de confirmar, pois estava localizado tão perto do plano de nossa galáxia. Devido à densidade das estrelas no plano galáctico (onde também estamos, aliás), é muito difícil detectar fontes fracas contra o fundo das estrelas; levou três anos de análise para confirmar a existência deste sistema. Então, isso pode levar você a perguntar o seguinte:
Se podemos ter um par de anãs marrons a apenas 6,5 anos-luz de distância, quantas delas poderiam estar lá fora em nossa galáxia?
Em outras palavras, temos certeza de que existem luzes invisíveis bem aqui em nosso próprio quintal. Mas Quantos deles poderia haver?
Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / S. Dong (Estado de Ohio).
A melhor restrição que temos vem de microlente gravitacional . Ou seja, nós não diretamente observe e conte o número de anãs marrons para medir sua densidade. Quero dizer, temos, mas mesmo que fizéssemos uma pesquisa abrangente dessa maneira, teríamos certeza de que perderíamos muitos deles. O método observar e contar nos dá uma limite inferior em quantos poderia haver, mas não um limite superior, e não uma boa estimativa geral.
Para obter um limite superior, observamos um pedaço distante do céu, e cada vez que uma anã marrom (ou outro objeto invisível) passa entre nós e a fonte de luz, ela causa um brilho e desbrilho característicos da fonte de luz de fundo. re observando.
Crédito da imagem: Jan Skowron / OGLE.
Esses objetos são genericamente conhecidos como HOMENS , ou MAssive Compact Halos Objects. E eles existem! Mas eles existem em números muito pequenos, pelo menos como uma porcentagem da massa total de nossa galáxia.
Este já foi um candidato legítimo para a matéria escura, mas graças a múltiplos e independentes grupos de caçadores de MACHO , sabemos com certeza que não são suficientes para explicar a massa perdida do Universo.
Crédito da imagem: C. Afonso et al., A&A 400, 951–956 (2003).
O que esse trabalho de microlente fez é descartar que a matéria escura poderia ser explicada por MACHOs com massas entre 0,00000001 Massas Solares (aproximadamente a massa da Lua) a 100 Massas Solares. Efetivamente, isso exclui buracos negros dessas faixas de massa, bem como a fonte de nossa matéria escura.
Agora, isso não significa que as anãs marrons não poderiam ser uma fração substancial do bárions (ou seja, prótons, nêutrons e elétrons) em nossa galáxia; poderia haver - em teoria - tanta massa trancada nessas anãs marrons quanto há em todas as outras estrelas conhecidas, combinadas , ou poderia haver apenas alguns por mil anos-luz cúbicos. O alcance do que é possível é literalmente tão incerto.
Crédito da imagem: Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
O futuro Telescópio Espacial James Webb deve ser o salto tecnológico que nos permite medir quantas anãs marrons estão realmente presentes aqui em nossa vizinhança local. Assim que observar um pedaço do céu galáctico e procurar por esses objetos infravermelhos fracos, finalmente saberemos exatamente como é o nosso Universo local!
Mas isso não é incrível? Mais de 400 anos após a invenção do telescópio, ainda não sabemos quantas (e quais tipos) de estrelas existem apenas em nosso próprio quintal no espaço. Há luzes invisíveis em nosso próprio quintal e anãs marrons mais frias e de menor massa do que essas poderiam, em princípio, estar ainda mais próximas do que Proxima Centauri! (Apesar não tão perto quanto o outrora hipotetizado Nemesis ; WISE tem cuidou disso !)
Ainda estamos chegando a um acordo com o Universo ao nosso redor, tanto nas escalas maiores quanto nas menores. Mantenha os olhos nos céus e lembre-se, há um Universo inteiro lá fora, e mesmo com céus perfeitos, maioria dele é invisível para nós!
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