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Quando uma estrela pequena se torna uma anã marrom?

Uma impressão artística de TRAPPIST-1, uma estrela do tamanho de Júpiter com 7 planetas potencialmente habitáveis em orbita dela.
Enquanto estrelas gigantes podem ser fáceis de identificar, suas primas mais frias podem oferecer um desafio para serem percebidas. E estas ainda concorrem com as que quase chegaram ao status de estrelas. A diferença pode ser grande quando planetas estão em órbita delas, como os 7 planetas ao redor da estrela anã ultrafria TRAPPIST-1. 

Normalmente, cientistas identificam estrelas por suas cores e as mais frias são as anãs vermelhas. Abaixo delas estão as anãs marrons, que são os objetos que permitem serem identificados como um elo entre estrelas e planetas. 

"Estralas anãs vermelhas é um tipo genérico de estrelas frias que podem ter vários níveis de temperatura, como as anãs marrons e estrelas ultra frias", disse Adam Burgasser, que estuda os objetos menos massivos na Universidade da Califórnia, em San Diego. Embora o termo estrela vermelha é frequentemente usado para fazer referencia a estrelas de brilho fraco conhecidas como Anã Marrom, não há uma definição oficial. 

As observações iniciais de estrelas fracas revelam apenas sua cor, ou espectro. Mais observações podem ajudar a confirmar se a anã está em processo de fusão, ou seja, se já está queimando hidrogênio em seu interior, tornando-se assim uma estrela. 

"Se a aparência do espectro é fria, nós chamamos ela de anã vermelha. Para distinguir entre estrela e anã marrom, nós precisamos de outras pistas," disse Burgasser. 


Um Trabalho de Detetive 

Anãs marrons são frequentemente chamadas de estrelas falidas por causa de sua pouca massa para manter o hidrogênio em ponto de fusão. A medida que o objeto colapsa sobre si mesmo, cerca de metade da energia da contração vai para o aquecimento da estrela. Quando as temperaturas atingem 3 milhões de graus Celsius ( 5,4 milhões de graus Fahrenheit), a fusão acontece e uma estrela nasce. Mas as anãs marrons não têm massa suficiente para comprimir a si mesma. Elas apenas chegam perto do ponto de fusão.  

Do outro lado, quando um objeto é grande o suficiente para iniciar o processo de fusão, o resultado é uma estrela fraca, conhecida como uma estrela ultrafria. De acordo com Burgasser, estrelas ultrafrias tem "a massa mínima para que uma estrela entre em processo de fusão", algo em torno de 7% da massa de nosso Sol. De fato, ambas estrelas marrons e estrelas ultra frias se assemelham a um planeta Júpiter. De acordo com Michael Gilon, um pesquisador da Universidade de Liege, na Bélgica, a massa limite entre uma anã marrom e uma estrela é de 80 vezes a massa de Júpiter. Gillon liderou uma equipe que identificou 7 potenciais planetas habitáveis em volta da estrela ultra fria TRAPPIST-1. 

O caminho mais fácil para saber diferenciar entre uma estrela ultrafria e uma anã marrom  é aferir sua temperatura. Objetos mais frios do que 1.700 C (3092 F) devem ser anãs marrons, enquanto aqueles mais quentes que 2.400 C (4.440 F) são estrelas. Sem um  termômetro enorme, cientistas determinam que uma estrela é uma anã vermelha estudando sua composição. Moléculas de metano ou amônia podem existir apenas em objetos mais frios do que estrelas. Então se uma estrela contém essas moléculas, pode ser classificada como uma anã marrom. 

Quando a temperatura do objeto cai entre os limites definidos acima, os cientistas devem estudar as atmosferas dessas estrelas. Os núcleos de estrelas jovens e de anãs marrons é que fundem lítio, portanto, apenas as anãs marrons e estrelas jovens carregam a marca desse elemento na luz de sua atmosfera. 

"Estrelas normais queimam seu lítio em menos de 100 milhões de anos, enquanto que as anãs marrons, que podem ser confundidas com estrelas em pleno funcionamento e que tem temperaturas e luminosidades similares a estrelas normais, não", disse Gillon. 

A idade também pode ajudar quando classificamos objetos frios. Enquanto a massa e a temperatura correspondem a idade de um objeto, sua vizinhança ao redor pode também fornecer sinais de sua idade. Se um objeto faz parte de um grupo ou tem a companhia de uma estrela massiva com idade conhecida, modelos de evolução estelar podem sugerir uma idade que pode levar a massa.  

Por comparação, a massa de uma anã vermelha pode ser determinada diretamente por sua companheira ou por seu método de descoberta. Cientistas podem calcular se o objeto era grande o suficiente para entrar em ponto de fusão de hidrogênio. 

"É um trabalho de detetive", disse Burgasser.  



[Tradução: Diogo Furlan - no Facebook/Instagram como: @difurlan1] 

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