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Par de estrelas prestes a colidir resolve mistério de décadas da astronomia

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Uma pesquisa publicada sexta-feira (4) na revista Nature Astronomy confirma uma teoria importante da astrofísica: supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas estrelas anãs brancas – remanescentes estelares que já esgotaram seu combustível.

Os cientistas observaram um sistema estelar a 150 anos-luz da Terra, formado por duas anãs brancas que orbitam uma à outra. Segundo cálculos, essas estrelas devem colidir dentro de 23 bilhões de anos, resultando em uma poderosa explosão.

Em poucas palavras:

  • Acaba de ser confirmada a teoria de que supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas anãs brancas;
  • Um sistema com duas anãs brancas, a 150 anos-luz da Terra, foi identificado como candidato a essa colisão;
  • A explosão deve ocorrer dentro de bilhões de anos e terá brilho uniforme, útil para medir distâncias cósmicas;
  • Esse sistema vai ultrapassar o limite de Chandrasekhar, necessário para desencadear a supernova;
  • É o primeiro sistema com massa e tempo adequados para causar uma supernova do Tipo Ia detectado;
  • A descoberta explica por que esses sistemas são raros de observar, apesar das supernovas serem comuns;
  • O achado ajuda a entender a evolução estelar e melhora as medições sobre a expansão do Universo.

Essa explosão é conhecida como supernova do Tipo Ia. Essas supernovas têm brilho uniforme, o que as torna úteis para medir distâncias cósmicas com precisão. São, por isso, chamadas de “réguas do Universo”.

Conceito artístico de uma anã branca binária desencadeando uma supernova do Tipo Ia. Crédito: Universidade de Warwick / Mark Garlick

Atração gravitacional condena as estrelas à destruição

Até agora, havia apenas hipóteses de que colisões entre anãs brancas poderiam causar essas supernovas. Com essa descoberta, foi identificado o primeiro sistema que comprova essa teoria na prática.

O sistema foi batizado de WDJ181058.67+311940.94. As duas estrelas completam uma volta uma em torno da outra a cada 14 horas, o que indica uma proximidade extrema entre elas.

Com o tempo, a gravidade fará com que se aproximem ainda mais até colidirem. Quando isso ocorrer, a massa somada das estrelas ultrapassará o chamado “limite de Chandrasekhar”, desencadeando a supernova. Esse limite é de 1,4 vezes a massa do Sol. Quando uma anã branca excede esse valor, torna-se instável e explode. No caso desse sistema, a massa total é de 1,56 vezes a massa solar.

Simulação das etapas da evolução temporal da anã branca binária WDJ181058,67+311940,94 perto da fusão. Crédito: Munday et al., Nat. Astron., 2025

Segundo James Munday, astrofísico da Universidade de Warwick, esse é o primeiro sistema do tipo que atende aos critérios de massa e tempo para gerar uma supernova do Tipo Ia em escala comparável à idade do Universo.

“Encontramos um sistema que cumpre os dois critérios. E ele está próximo de nós, o que sugere que há muitos outros na galáxia esperando para ser descobertos”, explicou Munday ao site ScienceAlert.

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O que é uma anã branca?

Anã branca é o remanescente de uma estrela comum, como o Sol, após ela consumir seu combustível. A estrela libera suas camadas externas e seu núcleo colapsa, formando um objeto muito denso e quente.

Esses objetos têm massa semelhante à do Sol, mas são do tamanho da Terra. Embora não produzam mais energia, continuam brilhando por bilhões de anos. Cerca de 97% das estrelas do Universo terminarão como anãs brancas.

Muitas dessas estrelas estão em sistemas binários, onde duas anãs brancas orbitam juntas. A colisão entre elas pode gerar supernovas do Tipo Ia, desde que estejam suficientemente próximas e tenham massa suficiente.

Animação duas estrelas muito densas se fundindo e explodindo em uma supernova. Crédito: Observatório Europeu do Sul (ESO)

O problema é que, até então, os sistemas observados ou não tinham massa suficiente ou levariam mais tempo que a idade do Universo para colidir. Este novo sistema resolve essa lacuna.

A descoberta foi feita com dados do levantamento astronômico DBL (Deep Blue Survey), que analisa objetos no céu com alta precisão. Com base nesses dados, os cientistas identificaram o padrão orbital do sistema WDJ1810+3119.

Esse achado resolve uma antiga dúvida: se as supernovas do Tipo Ia são tão comuns, por que é tão raro encontrar seus sistemas de origem? Agora sabemos que eles existem, mas são difíceis de detectar.

Embora a explosão só vá acontecer daqui a bilhões de anos – bem depois do fim da Terra e do Sol – a descoberta é relevante agora, pois ajuda os cientistas a entender melhor a evolução do Universo. Além disso, abre caminho para identificar outros sistemas semelhantes. Isso pode melhorar as estimativas sobre a frequência dessas supernovas e refinar nossas medições cósmicas.

Confirmar que duas anãs brancas podem gerar uma supernova do Tipo Ia mostra que mesmo os corpos estelares considerados “mortos” ainda podem protagonizar eventos extremos no cosmos.

Com isso, os cientistas conseguem, pela primeira vez, associar com segurança parte das supernovas do Tipo Ia da Via Láctea à colisão de anãs brancas. Antes, essa relação era apenas teórica.

A descoberta oferece uma janela para entender não só o destino dessas estrelas, mas também como as galáxias se formam e se transformam ao longo do tempo. Mesmo que o espetáculo final ainda demore bilhões de anos, já aprendemos muito com ele.

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Vida alienígena pode existir em planetas ao redor de estrelas mortas

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Estrelas anãs brancas podem ser corpos celestes mortos, mas isso não significa que tudo ao seu redor precise estar desprovido de vida. Um novo estudo sugere que planetas orbitando essas estrelas podem, de fato, sustentar processos fundamentais para a vida, desafiando conceitos anteriores sobre habitabilidade no cosmos.

A pesquisa foi conduzida pelo cientista Caldon Whyte, do Florida Institute of Technology, e se concentra na possibilidade de processos biológicos ocorrerem em planetas que orbitam anãs brancas. Até então, acreditava-se que a instabilidade térmica desses corpos estelares tornava a vida impossível em suas proximidades.

Representação artística do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA (Imagem: Dima Zel / Shutterstock.com)

No entanto, o avanço das observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) levou os pesquisadores a desenvolverem um modelo capaz de avaliar essa possibilidade de forma mais detalhada. Os resultados da pesquisa foram publicados em dezembro de 2024, no The Astrophysical Journal Letters.

Expansão das zonas habitáveis

  • As chamadas zonas habitáveis em torno de estrelas são geralmente fáceis de definir para corpos como o Sol e outras estrelas da sequência principal, que possuem temperaturas estáveis por longos períodos.
  • No caso das anãs brancas, que são restos de estrelas como o Sol que esgotaram seu combustível nuclear e colapsaram, a situação é diferente.
  • Esses corpos passam o restante de sua existência esfriando gradualmente, tornando a zona habitável ao seu redor cada vez mais estreita.
  • Isso significa que a região onde a água líquida pode existir sem congelar também vai se reduzindo com o tempo.
  • Diante disso, os cientistas questionaram se um planeta orbitando uma anã branca poderia manter processos essenciais para a vida por um período de sete bilhões de anos — o tempo máximo estimado de habitabilidade para um planeta parecido com a Terra nessa região.
Nosso Sistema Solar pode não ser o único modelo com zona habitável (Imagem: Withan Tor / Shutterstock.com)

Energia suficiente para a vida

O estudo analisou dois processos fundamentais: fotossíntese, que permite que as plantas convertam luz solar, água e dióxido de carbono em energia, e abiogênese induzida por radiação ultravioleta (UV), que sugere que a radiação UV pode ter ajudado a origem da vida na Terra.

Os cientistas simularam um planeta semelhante à Terra orbitando uma anã branca e analisaram a quantidade de energia recebida ao longo dos sete bilhões de anos. Os resultados foram surpreendentes: o planeta obteve energia suficiente para sustentar tanto a fotossíntese quanto a abiogênese induzida por UV durante esse período.

“Isso não é comum na maioria das estrelas”, afirmou Whyte em um comunicado. “Algo como o Sol, claro, pode fornecer energia suficiente, mas anãs marrons e anãs vermelhas, que são menores que o Sol, não fornecem energia suficiente nas faixas de UV e fotossíntese.”

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Novos alvos para busca de vida alienígena

As descobertas podem mudar o foco da busca por vida no universo. Até então, sistemas com anãs brancas eram considerados locais improváveis para abrigar vida. Agora, os cientistas sugerem que essas regiões devem ser reavaliadas com mais atenção.

“Estamos dando a eles a confiança de que esses sistemas estelares valem o investimento de tempo e dinheiro”, concluiu Whyte.

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Astrônomos solucionam mistério de sinal de rádio enigmático que se repete a cada duas horas

by with No Comment anã brancaanã vermelhaCiência e EspaçoRádio

Um grupo de astrônomos resolveu o enigma de um sinal de rádio misterioso que se repete periodicamente, fenômeno que intrigava os cientistas desde sua descoberta, no ano passado. A equipe conseguiu rastrear a origem do sinal para um sistema binário incomum, composto por uma estrela morta – uma anã branca – e sua companheira, uma anã vermelha.

O pulso de rádio, que se repete a cada duas horas, foi detectado pela primeira vez há uma década e tem sua procedência na direção da constelação da Ursa Maior. Novas pesquisas indicam que o sinal resulta da interação dos campos magnéticos da anã branca com os da anã vermelha, que orbitam de forma muito próxima nesse sistema binário, denominado ILTJ1101.

Até então, pulsos de rádio com períodos longos eram associados apenas a estrelas de nêutrons, os famosos magnetares, que costumam emitir pulsos de apenas alguns segundos.

Ilustração artística de emissões de rápida explosão de rádio chegando à Terra; as diferentes cores significam diferentes comprimentos de onda de luz (Imagem: Jingchuan Yu, Planetário de Pequim)

“Existem vários magnetares, altamente magnetizados, conhecidos por emitir pulsos de rádio com períodos de alguns segundos. Alguns especialistas sugeriam que a emissão regular desses pulsos estaria ligada à rotação da fonte, permitindo que vejamos a radiação apenas quando o objeto está orientado para nós”, explicou, em nota, o astrofísico Charles Kilpatrick, da Northwestern.

“Agora, sabemos que, pelo menos, alguns desses transientes de rádio de longo período se originam em sistemas binários. Esperamos que essa descoberta incentive os radioastrônomos a localizar novas classes de fontes, possivelmente decorrentes de binários de estrelas de nêutrons ou magnetares.”

Descobrindo a Estrela Morta e o sinal de rádio

  • Como lembra o Space.com, a líder da investigação, Iris de Ruiter, da Universidade de Sydney (Austrália), identificou o sinal em 2024 enquanto examinava dados arquivados do Low Frequency Array (LOFAR) – maior telescópio de rádio que opera nas frequências mais baixas observáveis a partir da Terra;
  • O sinal surgiu pela primeira vez em dados de 2015 e, após essa descoberta inicial, De Ruiter encontrou mais seis pulsos oriundos da mesma fonte;
  • Esses flashes de ondas de rádio, que podem durar de alguns segundos a alguns minutos, repetem-se de maneira regular a cada duas horas;
  • Embora apresentem semelhanças com os “fast radio bursts” (FRBs), fenômeno cósmico ainda pouco compreendido, os pulsos deste sistema são muito mais raros, possuem energias inferiores e duração maior – durando segundos em vez de milissegundos.

“Embora os pulsos se assemelhem aos FRBs, cada um possui tempo de duração distinto. Essa diferença levanta a questão se existe um continuum entre transientes de rádio de longo período e os FRBs ou se são populações separadas”, observou Kilpatrick.

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Para entender a origem desses pulsos regulares, os pesquisadores realizaram investigações de seguimento utilizando o Multiple Mirror Telescope (MMT) Observatory, no Arizona (EUA), e o McDonald Observatory, no Texas (EUA).

Essas observações revelaram que os pulsos são produzidos por duas estrelas situadas a aproximadamente 1,6 mil anos-luz da Terra, que orbitam uma em torno da outra a cada 125,5 minutos. A análise estendida ao longo de um ciclo completo de duas horas, com o auxílio do MMT, permitiu esclarecer a verdadeira natureza desse sistema.

Por meio de observações detalhadas, a equipe acompanhou os movimentos do sistema e obteve informações precisas sobre a anã vermelha ao decompor sua luz em diferentes comprimentos de onda (espectroscopia).

“As linhas espectroscópicas dos dados mostraram que a anã vermelha oscila rapidamente com exatamente o mesmo período de duas horas dos pulsos de rádio. Isso é evidência clara de que ela está em sistema binário”, afirmou Kilpatrick.

Ilustração de estrela anã branca
Ilustração de estrela anã branca (Imagem: Christina Krivonos/Shutterstock)

Essa oscilação, que lembra um movimento de balanço, é atribuída à influência gravitacional de um companheiro quase imperceptível.

A variação no movimento permitiu à equipe determinar a massa desse objeto tão discreto, levando à conclusão de que se trata de uma anã branca – remanescente estelar formado quando uma estrela de massa semelhante à do Sol esgota seu combustível, colapsa e perde suas camadas exteriores.

“Em praticamente todos os cenários, a massa e a baixa luminosidade do objeto indicam que ele deve ser uma anã branca. Essa descoberta confirma a hipótese principal para a origem dos transientes de rádio de longo período em sistemas binários e representa a primeira evidência direta dos sistemas progenitores desses sinais”, explicou Kilpatrick.

Os astrônomos planejam, agora, estudar as emissões ultravioleta de alta energia do sistema ILTJ1101, o que pode revelar a temperatura da anã branca e fornecer mais detalhes sobre binários formados por anãs brancas e anãs vermelhas.

“Foi especialmente empolgante conseguir adicionar novas peças a esse quebra-cabeça”, comentou De Ruiter. “Trabalhamos com especialistas de diversas áreas da astronomia e, utilizando técnicas e observações variadas, fomos nos aproximando da solução, passo a passo.”

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Astronomy nesta quarta-feira (12).

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Misterioso sinal do espaço pode ter origem revelada após décadas

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Astrônomos identificaram um possível caso de destruição planetária na Nebulosa da Hélice, a cerca de 650 anos-luz da Terra. A responsável seria WD 2226-210, uma anã branca localizada no centro dessa nebulosa. Essa descoberta pode explicar um enigma que intriga cientistas há mais de 40 anos: um sinal persistente de raios-X vindo dessa região.

Um estudo aceito para publicação pelo periódico científico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sugere que esses raios-X podem ser resultado de detritos de um planeta sendo puxados pela anã branca. A pesquisa analisou dados dos telescópios espaciais Chandra, da NASA, e XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), e encontrou evidências de que a estrela central pode ter dilacerado um planeta que chegou perto demais.

Em poucas palavras:

  • Astrônomos detectaram sinais de destruição planetária na Nebulosa da Hélice;
  • A anã branca WD 2226-210 pode estar puxando detritos de um planeta destruído;
  • Raios-X intensos persistentes há quatro décadas na região indicam material caindo sobre a estrela;
  • O planeta pode ter migrado e sido dilacerado pela gravidade da anã branca;
  • Dados mostram variação cíclica nos raios-X a cada 2,9 horas;
  • Descoberta sugere uma nova classe de anãs brancas que destroem planetas.
WD 2226-210 e a Nebulosa da Hélice. Em cerca de 5 bilhões de anos, nosso Sol ficará sem combustível e se expandirá, possivelmente engolindo a Terra – como é o caso analisado pelo estudo. Crédito: Raio-X: NASA/CXC/SAO/Univ México/S. Estrada-Dorado et al.; Ultravioleta: NASA / JPL; Óptica: NASA / ESA / STScI (M. Meixner) / NRAO (TA Reitor); Infravermelho: ESO/VISTA/J. Emerson; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/K. Arcand

A Nebulosa da Hélice é o que resta de uma estrela semelhante ao Sol que, ao final de sua vida, perdeu as camadas externas, deixando apenas seu núcleo denso e quente – a anã branca. Essa estrela remanescente normalmente não emitiria raios-X intensos, o que levou os astrônomos a investigar a origem desse sinal incomum.

Fonte de raio-X permanece um mistério há 40 anos

Segundo um comunicado da NASA, desde a década de 1980, missões espaciais como o Observatório Einstein e o telescópio alemão ROSAT registraram emissões altamente energéticas no centro da nebulosa. No entanto, a fonte desse fenômeno permaneceu um mistério. 

Com as novas observações, os cientistas sugerem que restos de um planeta, destruído pelas forças gravitacionais da anã branca, estão caindo sobre sua superfície e gerando essa radiação.

O estudo também indica que o planeta não estava originalmente tão próximo da anã branca. Ele pode ter migrado para dentro ao interagir gravitacionalmente com outros corpos do sistema. Uma vez suficientemente perto, a intensa atração da anã branca teria rasgado parcial ou completamente sua estrutura, formando um disco de detritos ao redor da estrela.

A equipe analisou dados de satélites entre 1992 e 2002 e notou que a emissão de raios-X permaneceu relativamente constante, mas com uma leve variação cíclica a cada 2,9 horas. Esse padrão pode indicar a presença de material orbitando muito próximo da estrela, reforçando a hipótese da destruição planetária.

Leia mais:

Observação inédita de destruição planetária completa por uma anã branca

Estudos anteriores já haviam identificado um planeta do tamanho de Netuno orbitando WD 2226-210 em menos de três dias. Os novos dados sugerem que um planeta ainda maior, possivelmente semelhante a Júpiter, pode ter existido e sido despedaçado pela força gravitacional da anã branca.

Esse caso pode ser um exemplo extremo de um fenômeno observado em outras anãs brancas. Algumas estrelas desse tipo já foram vistas puxando material de planetas próximos, mas sem destruí-los tão rapidamente. A descoberta sugere que pode existir uma nova classe de estrelas variáveis, caracterizadas pela interação intensa com planetas próximos.

O estudo foi conduzido por uma equipe internacional de cientistas, composta por pesquisadores da Universidade Nacional Autônoma do México, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (Espanha) e da Academia Sinica (Taiwan). Os resultados reforçam a ideia de que sistemas planetários podem sofrer transformações dramáticas mesmo após a morte de suas estrelas centrais.

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