A irmã (gêmea) mais velha do Sol


ESO

Identificada uma “irmã gêmea” (mais velha) do Sol

O telescópio VLT do Observatório Europeu do Sul (ESO) obtem novas dicas para a solução do mistério do lítio

 IMAGEM: Esta imagem mostra o desenvolvimento da vida de uma estrela semelhante ao Sol, de seu nascimento até a fase de gigante vermelha.

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Os astrônomos vêm observando o Sol com telescópios somente há 400 anos — uma porção quase insignificante da idade do Sol, 4,6 bilhões de anos. Isso tornaria tremendamente difícil estudar a história e a futura evolução de nossa estrela, porém podemos fazê-lo, procurando pelas raras estrelas que sejam quase que exatamente iguais à nossa, mas em estágios diferentes de suas vidas. Agora, os astrônomos identificaram uma estrela que é essencialmente uma irmã gêmea de nosso Sol, só que 4 bilhões de anos mais velha — algo quase como um exemplo prático do paradoxo dos gêmeos [1].

Jorge Melendez (Universidade de São Paulo, Brasil), o líder da equipe e co-autor do novo artigo, explica: “Durante décadas os astrônomos vêm procurando por gêmeos do Sol, a fim de compreender melhor a estrela que nos dá vida. Entretanto, muito poucas foram encontradas, desde a primeira em 1997. Agora conseguimos obter espectros com qualidade excepcional através do VLT e podemos escrutinar as gêmeas do Sol com extrema precisão, para responder à pergunta se o nosso Sol é, de alguma forma, especial”.

A equipe estudou duas gêmeas do Sol [2] — uma que se pensava ser mais nova que o Sol (18 Scorpii) e uma que se esperava que fosse mais velha (HIP 102152). Eles empregaram o espectrógrafo UVES do VLT (acrônimo de Very Large Telescope = Telescópio Muito Grande) no Observatório Paranal do ESO, para dividir a luz em suas cores componentes, de forma a poder estudar as composições químicas e outras propriedades dessas estrelas em maior detalhe.

Eles descobriram que a HIP 102152 na constelação de Capricórnio é a irmã gêmea mais velha do Sol até hoje encontrada. Sua idade é estimada em 8,2 bilhões de anos, enquanto nosso Sol deve ter uns 4,6 bilhões. Por outro lado, foi confirmado que 18 é mais jovem que o Sol — cerca de 2,9 bilhões de anos de idade.

Estudar a irmã gêmea mais velha do Sol, HIP 102152, permite aos cientistas predizer o que pode vir a acontecer com nosso próprio Sol quando chegar a esta idade, e eles já realizaram uma decoberta significativa. “Uma das questões que pretendíamos bordar era se a composição do Sol é ou não típica”, esclarece Melendez. “E o que é mais importante: por que ele tem um conteúdo de lítio tão estranhmente pequeno?”

O lítio, o terceiro elemento da tabela periódica, foi criado no Big Bang junto com o hidrogênio e o hélio. Os astrônomos ponderam há anos sobre o motivo de algumas estrelas parecerem ter menos lítio do que as outras. Com as novas observações da HIP 102152, os astrônomos deram um grande passo para a solução desse mistério, estabelecendo uma forte correlação entre a idade de uma estrela do tipo do Sol e seu conteúdo de lítio.

Nosso Sol contém agora apenas 1% do conteúdo de lítio que estava presente no material do qual ele se formou. Os exames das gêmeas do Sol mais novas indicaram que essas irmãs mais jovens contém uma quantidade significativamente maior de lítio, mas, até agora, os cientistas não tinham meios de provar uma correlação entre a idade e o conteúdo de lítio [3].

TalaWanda Monroe (Universidade de São Paulo), o principal autor do novo artigo, conclui: “Descobrimos que a HIP 102152 tem níveis muito baixos de lítio. Isto demonstra claramente pela primeira vez que as irmãs gêmeas mais velhas do Sol realmente têm um conteúdo de lítio inferior ao das mais jovens. Agora podemos ter certeza de que as estrelas de alguma forma destroem seu lítio na medida em que envelhecem e que o conteúdo de lítio do Sol parece ser normal para sua idade”. [4]

Um toque final nesta história é que a HIP 102152 tem um padrão peculiar de composição química que é sutilmente diferente das outras gêmeas do Sol, porém semelhante ao do Sol. Ambas as estrelas exibem uma deficiência de elementos que são abundantes em meteoritos e na Terra. Isso é um forte indício de que a HIP 102152 pode ser “mãe” de planetas rochosos do tipo da Terra [5].

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Notas

[1] Muitas pessoas conhecem o paradoxo dos gêmeos: um dos gêmeos idênticos faz uma viagem espacial e retorna à Terra, mais moço do que seu irmão que ficou em casa. Muito embora não haja qualquer viagem no tempo envolvida com as semelhanças entre essas estrelas, podemos observar estrelas muito semelhantes (tal como irmãs gêmeas), com idades bem distintas — “retratos” da vida do Sol em idades diferentes.

[2] Estrelas “gêmeas do Sol”, “análogas ao Sol” e “tipo solar” são categorias de estrelas, de acordo com sua similaridade com o nosso Sol. As “gêmeas do Sol” são as mais similares a nosso Sol, em massas, temperaturas e composição química. As gêmeas do Sol são raras, porém as outras classes, onde a similaridade é menos exata, são muito mais comuns.

[3] Estudos anteriores indicavam que o conteúdo de lítio de uma estrela também podia ser afetado pela presença de planetas gigantes em órbita delas (eso0942eso0118, aritgo na Nature), embora esses resultados ainda sejam assunto de debates (ann1046).

[4] Ainda não está claro como o lítio é destruído dentro das estrelas, muito embora tenham sido propostos vários processos onde o lítio é levado da superfície da estrela para suas camadas interiores, onde então é destruído.

[5] Se uma estrela contém menos dos elementos que são comumente achados em corpos rochosos, isso indica que, provavelmente existam planetas rochosos do tipo da Terra, já que esses planetas absorvem tais elementos quando se forma o grande disco de matéria em torno da estrela. A sugestão de que a HIP 102152 pode ter tais planetas é ainda mais reforçada pelo monitoramento da velocidade radial da estrela com o espectrógrafo HARPS  do ESO, que indica que, dentro da zona habitável dessa estrela, não existem planetas gigantes. Isso permitiria a existência de planetas semelhantes à Terra em órbita da HIP 102152; em sistemas ondem existem planetas gigantes próximos de sua estrela-mãe, as chances de encontrar planetas do tipo terrestre são muito menores, porque esses pequenos corpos rochosos são perturbados e feitos em pedaços.

Outras informações

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo a ser publicado como “High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li depletion from the oldest Sun”, por TalaWanda Monroe et al. em Astrophysical Journal Letters.

A equipe era com posta por TalaWanda R. Monroe, Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo, Brasil [USP]), Iván Ramírez (Universidade do Texas em Austin, EUA), David Yong (Universidade Nacional Australiana, Austrália [ANU]), Maria Bergemann (Instituto Max Planck para Astrofísica, Alemanha), Martin Asplund (ANU), Jacob Bean, Megan Bedell (Universidade de Chicago, EUA), Marcelo Tucci Maia (USP), Karin Lind (Universidade de Cambridge, RU), Alan Alves-Brito, Luca Casagrande (ANU), Matthieu Castro, José-Dias do Nascimento (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil), Michael Bazot (Centro de Astrofísica da Universidade de Porto, Portugal) e Fabrício C. Freitas (USP).

O ESO é a mais importante organização astronômica inter-governamental da Europa e o observatório astronômico mais produtivo do mundo. Ele é apoiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, República Tcheca, Dinamarca, Espanha, França, Finlândia, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, Suécia e Suíça.

Links

Artigo da pesquisa – http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1337/eso1337a.pdf

FAQ acerca do ESO e Brasil – http://www.eso.org/public/about-eso/faq/faq-eso-brazil.html

Fotos do VLT – http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

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