Para muitas estrelas de cinema, sua idade é um segredo bem guardado. No espaço, o mesmo acontece com as estrelas reais. Tal como o nosso Sol, a maioria das estrelas quase não sofrem mudanças visíveis na maior parte de suas vidas. Então, como podemos dizer se uma estrela tem um bilhão ou 10 bilhões de anos? Astrônomos podem ter encontrado uma solução - medindo o giro estrelar."A Rotação de uma estrela diminui progressivamente com o tempo, como um pião que gira sobre uma mesa, e pode ser usado como um relógio para determinar a sua idade", diz o astrônomo Soren Meibom do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.
Saber a idade de uma estrela é importante para muitos estudos astronômicos e em particular para os caçadores de planetas. Com a colheita abundante de planetas feito pelo telescópio espacial Kepler da NASA (lançado em 2009), adicionado às descobertas anteriores, os astrônomos descobriram cerca de 2.000 planetas orbitando estrelas distantes. Agora, eles querem usar este novo zoológico de planetas para entender como os sistemas planetários se formam e evoluem e porque eles são tão diferentes uns dos outros.
"Finalmente, precisamos saber as idades das estrelas e dos planetas para avaliar se a vida alienígena poderia ter evoluído nesses mundos distantes", diz Meibom. "Quanto mais velho for o planeta, a vida deve ter tido mai tempo que começar e evoluir. Como as estrelas e os planetas se formam em conjunto, ao mesmo tempo, se soubermos a idade de uma estrela, sabemos também a idade de seus planetas."
Descobrir a idade de uma estrela é relativamente fácil quando se está em um aglomerado de centenas de estrelas que se formaram ao mesmo tempo. Os astrônomos sabem há décadas que se traçarem as cores e os brilhos das estrelas em um cluster (aglomerado), o padrão que vemos pode ser usado para dizer a idade do aglomerado. Mas esta técnica só funciona em clusters. Para as estrelas que não estão em aglomerados (incluindo todas as estrelas que têm planetas conhecidos), a determinação da idade é muito mais difícil.
Usando as capacidades únicas do telescópio espacial Kepler, Meibom e seus colaboradores mediram as taxas de rotação das estrelas em um cluster de 1 bilhão de anos de idade chamada NGC 6811. Este novo trabalho, praticamente dobra a idade abrangida por estudos anteriores de clusters mais jovens. Ele também contribui significativamente para o nosso conhecimento de como a taxa de rotação de uma estrela e sua idade estão relacionados.
Se a relação entre a rotação de uma estela e sua idade puder ser estabelecida por meio do estudo estrelar em aglomerados, a medição do período de rotação de uma estrela pode ser usada para derivar a sua idade em qualquer lugar no universo.
O trabalho começa com estrelas em aglomerados com idades conhecidas. Ao medir as rotações de uma estrela num cluster, se pode aprender qual a taxa de rotação se deve esperar para uma estrela nessa idade. Medindo a rotação das estrelas em grupos com diferentes idades diz exatamente como rotação e idade estão relacionadas. Então, por extensão, medir a rotação de uma estrela única, isolada e calcular a sua idade.
Para medir a rotação de uma estrela, os astrônomos procuram mudanças em seu brilho causadas por manchas escuras em sua superfície - o equivalente estelar das manchas solares. Toda vez que a mancha cruza um ponto na face da estrela, ela escurece um pouco. Uma vez que a estrela perde brilho com as manchas evidentes, a luz da estrela a brilhar novamente quando elas seguem a rotação da estrela para o lado oposto da observação. Ao observar o movimento das manchas na estrela, aprendemos o quão rápido a estrela está girando.
As alterações no brilho de uma estrela devido a pontos escuros ou manchas são muito pequenas, normalmente a variação é de uma fração de percentagem ou menos, mas quanto menor for a variação mais velha é a estrela. Portanto, os períodos de rotação de estrelas mais velhas do que cerca de meio bilhão de anos não podem ser medidos a partir do chão, onde a atmosfera da Terra interfere na medição. Felizmente, esse não é um problema para a sonda Kepler. Kepler foi projetado especificamente para medir o brilho de estrelas com grande precisão, a fim de detectar planetas que fazem o transito estrelar, bloqueando geralmente cerca da milésima parte de 1% do brilho da estrela.
Para ampliar o relacionamento entre a rotação e a idade de NGC 6811, Meibom e seus colegas enfrentam uma tarefa hercúla. Eles passaram quatro anos medindo meticulosamente as estrelas no aglomerado e estrelas independentes, vistas na mesma direção. Este trabalho foi realizado utilizando um instrumento especialmente desenhado e montado no telescópio MMT no sul do Arizona - o Hectochelle. Com o Hectochelle pode-se observar 240 estrelas, ao mesmo tempo, permitindo-lhes observar cerca de 7.000 estrelas ao longo de quatro anos. Uma vez que eles sabiam quais estrelas eram de um cluster e quais não eram, eles usaram os dados de Kepler para determinar o quão rápido as estrelas estavam girando.
Eles encontraram períodos de rotação que varia de 1 a 11 dias (com as estrelas mais quentes e mais massivas girando mais rápido), em comparação com a taxa de rotação de 30 dias do nosso sol. Mais importante, eles encontraram uma forte relação entre a massa estelar e a taxa de rotação, com pouca dispersão. Este resultado confirma que este é um método promissor para saber as idades das estrelas isoladas.
A equipe agora planeja estudara outro cluster de estrelas mais velhas para continuar calibrando o seu “relógio” estelar. Essas medidas serão mais difíceis porque as estrelas mais velhas giram mais lentamente e tem menos pontos ou manchas, o que significa que a variação do brilho será ainda menor e mais prolongada. No entanto, sentem-se à altura do desafio.
"Este trabalho é um salto na nossa compreensão de como as estrelas como o nosso sol vivem. Isto também pode ter um impacto importante na nossa compreensão dos planetas encontrados fora do nosso sistema solar", disse Meibom.
Fonte: Harvard
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