Quatro anãs brancas surgem do brilho de vizinhas próximas

Uma estrela pode estar no nosso quintal cósmico e, ainda assim, passar despercebida. Foi o que aconteceu com quatro anãs brancas confirmadas em sistemas estelares situados a até 20 parsecs do Sol — aproximadamente 65 anos-luz. Elas orbitam anãs vermelhas e ficaram escondidas porque, na luz visível, o brilho da companheira domina a observação.

O resultado não significa que quatro estrelas tenham acabado de nascer perto da Terra. Elas já existiam e alguns sistemas já eram conhecidos. A novidade é a detecção direta das anãs brancas, antes inferidas principalmente pelo movimento das estrelas visíveis.

O que é uma anã branca?

Uma anã branca é o remanescente compacto de uma estrela que não tinha massa suficiente para explodir como supernova. Quando esse tipo de estrela esgota o combustível nuclear em seu centro, perde suas camadas externas e deixa para trás o núcleo quente. Esse núcleo não continua produzindo energia por fusão nuclear: ele esfria lentamente ao longo de bilhões de anos.

“Anã” não quer dizer pouco densa. Em geral, uma anã branca concentra uma massa comparável à do Sol em um volume semelhante ao da Terra. Por isso, ela é pequena no céu e pode ser difícil de separar da luz de uma estrela vizinha.

Por que elas pareciam invisíveis?

As quatro anãs brancas orbitam estrelas de baixa massa chamadas anãs vermelhas. Elas são mais frias que o Sol e emitem bastante luz visível e infravermelha. Já uma anã branca com temperatura de alguns milhares de kelvins pode contribuir pouco nessa parte do espectro, sobretudo quando está muito próxima, no céu, de sua companheira.

A equipe usou o instrumento STIS, no telescópio espacial Hubble, para obter espectros no ultravioleta próximo. Um espectro é a decomposição da luz por comprimento de onda, como um arco-íris muito mais detalhado. Ele permite identificar quanto da luz vem de cada componente do sistema.

Nessa faixa do ultravioleta, a assinatura das anãs brancas se tornou detectável. Os pesquisadores compararam os dados com modelos de anãs brancas e com espectros de anãs vermelhas semelhantes, separando a contribuição de cada estrela. As temperaturas estimadas para as quatro anãs brancas ficaram entre cerca de 5.300 e 6.300 kelvins.

Quais são os quatro sistemas?

As confirmações envolvem os sistemas G 203-47, GJ 207.1, LHS 1817 e Wolf 1130. Todos estão dentro de 20 parsecs. Em G 203-47, a evidência de uma companheira compacta havia aparecido 27 anos antes; agora, a observação ultravioleta confirmou que ela é uma anã branca. Esse objeto passou a ser a nona anã branca mais próxima conhecida do Sol, segundo o estudo.

Antes da observação direta, havia pistas importantes. O movimento de uma anã vermelha pode oscilar porque ela e sua companheira giram em torno de um centro de massa comum. Medidas desse vai e vem, chamadas de velocidade radial, indicavam a presença de um objeto pesado e pouco luminoso. Mas uma pista dinâmica, por si só, não mostra a luz do companheiro nem determina com a mesma segurança sua natureza.

O que isso muda no mapa da vizinhança solar?

O estudo atualizou a estimativa observada de densidade local de anãs brancas para 5,2 ± 0,4 milésimos por parsec cúbico. É uma medida de quantas anãs brancas existem, em média, em certo volume do espaço próximo. Os autores alertam que o valor é um limite inferior: outras anãs brancas podem permanecer ocultas em pares semelhantes.

Isso importa porque um censo de anãs brancas ajuda a testar como estrelas e sistemas binários evoluem. Um sistema binário é um par de estrelas gravitacionalmente ligado. Nos quatro casos, a história provavelmente incluiu uma fase de envelope comum: em uma etapa breve e ainda pouco compreendida, as duas estrelas ficam envolvidas pelas camadas expandidas da estrela que mais tarde se torna anã branca. A interação pode aproximar o par e alterar sua rotação e órbita.

Há, porém, um limite claro. Nem toda emissão ultravioleta de uma anã vermelha indica uma anã branca escondida: estrelas ativas também podem produzir esse excesso de luz. Além disso, os próprios autores mostram que anãs brancas mais frias poderiam escapar até de observações ultravioleta de boa qualidade. Portanto, quatro detecções não dizem quantos sistemas ocultos existem ao todo.

Uma descoberta sobre método, não só sobre quatro estrelas

A lição mais interessante é que a proximidade não garante facilidade de observação. Um objeto a poucas dezenas de anos-luz pode ficar escondido não pela distância, mas pelo contraste de brilho e pela escolha da faixa de luz observada. É como tentar perceber a chama de uma vela ao lado de um farol: a chama está lá, mas é preciso mudar a estratégia para enxergá-la.

As quatro anãs brancas confirmadas mostram, portanto, que o mapa da região ao redor do Sol é detalhado, mas não definitivo. Ao combinar movimentos orbitais, dados de catálogos estelares e espectroscopia ultravioleta, os astrônomos conseguem revelar companheiras compactas que a luz visível mascara. Elas não eram inexistentes: estavam escondidas à vista de todos.