Quão pequenas são as estrelas pequenas?

2003-01-03

Gráfico mostrando a massa e o raio das estrelas de pequena massa observadas pelo VLTI (círculos vermelhos), a massa e o raio de Jupiter (triângulo azul) e a relação entre a massa e o raio estelar prevista por dois modelos teóricos correspondentes a diferentes idades, calculados por Gilles Charier e colaboradores (École Normale Supérieure de Lyon, França): 400 milhões de anos (linha a cheio) e 5 mil milhões de anos (linha a tracejado). Crédito: ESO.
A determinação do tamanho de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
pequenas era, até há pouco tempo, impossível devido à fraca luminosidade
luminosidade
A luminosidade (L) é a quantidade de energia que um objecto celeste emite por unidade de tempo e em determinado comprimento de onda, ou em determinada banda de comprimentos de onda.
destes objectos aliada à falta de instrumentação adequada. No entanto, o interesse dos astrónomos em medir o raio de estrelas de pequena massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
é muito grande, pois possibilita informação sobre o comportamento da matéria em condições muito diferentes das do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
. Numa estrela normal como o Sol, a matéria comporta-se como um gás perfeito, sendo o tamanho da estrela proporcional à sua massa. Mas em estrelas de pequena massa, os efeitos quânticos tornam-se importantes e o gás torna-se degenerado, resistindo muito mais à pressão do que um gás perfeito.

A uma distância de apenas 4,2 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
, Proxima Centauri
Proxima Centauri
A Proxima Centauri, ou Próxima do Centauro, é a estrela mais próxima do Sol, a cerca de 4,22 anos-luz de distância, na direcção do Centauro. Integra um sistema triplo de estrelas com as estrelas α Cen A e &alpha Cen B.
é a estrela mais próxima do Sol que se conhece. É visível como um objecto de magnitude 11 na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
austral de Centaurus e é o membro menos brilhante do sistema triplo que forma com Alpha Centauri
Alfa Centauri
Alfa Centauri é um sistema triplo de estrelas constituído por 2 estrelas muito semelhantes ao Sol (α Cen A e α Cen B) e uma terceira estrela bem menor (Proxima Centauri, ou Próxima do Centauro), que é a estrela mais próxima do Sol.
, a estrela dupla mais brilhante na constelação.

Proxima Centauri é uma estrela anã
estrela anã
Uma estrela anã, também dita estrela da sequência principal, é uma estrela não evoluída, que ainda se encontra na fase de fusão do hidrogénio em hélio, no seu núcleo.
do tipo espectral M tardio, um dos tipos de estrela mais comum na nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
. São estrelas de pequena massa e pouca luminosidade, encontrando-se perto do limite da transição de estrela para anã castanha
anã castanha
A anã castanha é uma estrela falhada cuja massa é insuficiente para permitir a fusão nuclear do hidrogénio em hélio no seu centro. No início das suas vidas, as anãs castanhas têm a fusão de deutério no seu núcleo central. Mesmo depois de esgotarem o deutério, as anãs castanhas radiam por conversão de energia potencial gravítica em calor e, como tal, emitem fortemente no domínio do infravermelho. De acordo com modelos, a massa máxima que uma anã castanha pode ter é de 0,08 massas solares (ou 80 massas de Júpiter). Estes objectos representam o elo que falta entre as estrelas de pequena massa e os planetas gasosos gigantes como Júpiter.
. Com cerca de um sétimo da massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
, a sua temperatura à superfície é de "apenas" 3 000 graus, cerca de metade da temperatura à superfície do Sol. Consequentemente, é muito menos brilhante do que a nossa estrela - a sua magnitude intrínseca é 1/150 vezes a do Sol! Proxima Centauri encontra-se no extremo das estrelas de pequena massa - se tivesse metade da sua massa, seria demasiado leve para queimar hidrogénio em hélio, e seria uma anã castanha e não uma estrela.

Medir o tamanho destas estrelas pequenas e pouco luminosas só se tornou possível recentemente com o VLTI (o interferómetro do VLT
Very Large Telescope (VLT)
O Very Large Telescope é um observatório operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) e localizado no Cerro Paranal, no deserto de Atacama, no Chile. O VLT é composto por 4 telescópios de 8,2 m de diâmetro que podem trabalhar simultaneamente, constituindo um interferómetro óptico, ou independentemente.
no Observatório do Paranal, ESO
European Southern Observatory (ESO)
O Observatório Europeu do Sul é uma organização europeia de Astronomia para o estudo do céu austral fundada em 1962. Conta actualmente com a participação de 10 países europeus e ainda do Chile. Portugal tornou-se membro do ESO em 1 de Janeiro de 2001, no seguimento de um acordo de cooperação que durou cerca de 10 anos.
), o instrumento VINCI e o novo software especialmente desenvolvido para a difícil análise dos dados. O VLTI presentemente opera com dois telescópios de 8,2 m do VLT separados de 102,4 metros, proporcionando a resolução necessária para medir pequenos discos estelares. O tamanho dos telescópios é suficientemente grande para permitir a observação de objectos pouco brilhantes, que normalmente não podem ser estudados com interferometria
interferometria
A interferometria é uma técnica de observação baseada em padrões de interferência causados pela combinação de ondas electromagnéticas: quando duas ondas estão em fase, o sinal é mais forte e diz-se que a interferência é construtiva; quando as duas ondas estão exactamente fora de fase, a interferência é destrutiva e não há sinal.
.

Quando se realizaram as primeiras observações com o VLTI há um ano atrás, que combinaram a luz de dois telescópios do VLT - o ANTU e o MELIPAL -, também se obtiveram medições interferométricas para Proxima Centauri e outras três estrelas. Obter resultados físicos a partir das observações não foi fácil, pois os dados obtidos pelo VLTI necessitaram de processamento extensivo antes de poderem ser astrofisicamente interpretados. Isto porque os telescópios do VLT ainda não estão equipados com a óptica adaptativa
óptica adaptativa
A técnica de óptica adaptativa é um sistema óptico que se instala nos telescópios terrestres por forma a corrigir, em tempo real, os efeitos da turbulência atmosférica.
que elimina o "ruído" provocado pelos efeitos da turbulência da atmosfera terrestre
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
. Uma equipa internacional de astrónomos da Suíça, França e ESO/Chile desenvolveu um software especial para o tratamento destes dados, obtendo assim, pela primeira vez, uma medição rigorosa do tamanho de uma estrela pequena. O diâmetro angular de Proxima Centauri é 1,02 ± 0,08 milissegundos de arco, ou seja, aproximadamente o tamanho de um astronauta na Lua
Lua
A Lua é o único satélite natural da Terra.
visto da Terra! Os resultados para as outras três estrelas que também foram medidas estão em excelente acordo com a teoria estelar, como se encontra ilustrado na figura ao lado, indicando que a nossa compreensão da estrutura e composição de estrelas muito pequenas está razoavelmente correcta.

Fonte da notícia: http://http.hq.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/pr-22-02.html