Uma antiga anã marrom é descoberta e preserva seus depósitos de lítio intactos, segundo o Instituto de Astrofísica de Canarias.

Uma antiga anã marrom é descoberta e preserva seus depósitos de lítio intactos, segundo o Instituto de Astrofísica de Canarias.

Uma equipa de investigadores do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e do Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), descobriam o lítio na anã castanha mais antiga e fria onde até agora foi possível verificar a presença deste elemento. Este objeto subestelar, denominado Reid 1B, preserva intacto o mais antigo depósito conhecido de lítio em nossa vizinhança cósmica, cuja origem remonta a uma época anterior à formação do sistema binário ao qual pertence. 

A descoberta foi feita por meio do instrumento OSIRIS, instalado no Gran Telescopio Canarias, no Observatório Roque de lo Muchachos (Garafía, La Palma). O estudo foi publicado em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society (MNRAS).

Anãs marrons, também conhecidas como estrelas falidas, são o elo natural entre estrelas e planetas; Eles são mais massivos do que Júpiter, mas não o suficiente para queimar hidrogênio, que é o combustível usado pelas estrelas para brilhar. É por isso que esses objetos subestelares permaneceram invisíveis até que os observadores os detectaram em meados da década de 1990. Eles são particularmente interessantes porque foi previsto que alguns desses objetos poderiam preservar intacto o conteúdo de lítio, o chamado "petróleo branco" devido à sua raridade e relevância para múltiplas aplicações.

Nos últimos vinte anos, os astrônomos detectaram e acompanharam os movimentos orbitais de alguns binários formados por anãs marrons na chamada vizinhança solar. Assim, eles determinaram as massas dinâmicas dos dois componentes usando as leis de Kepler, (fórmulas matemáticas enunciadas no século XVII por Johannes Kepler para descrever o movimento de corpos astronômicos que estão em influência gravitacional mútua, como o sistema formado pela Terra e pelo Sol).

Em alguns desses sistemas binários, o componente primário tem massa suficiente para queimar lítio, enquanto o componente secundário pode não ter. No entanto, os modelos teóricos não foram testados até agora.

Utilizando o instrumento OSIRIS, instalado no Gran Telescopio Canarias (GTC ou Grantecan), atualmente o maior telescópio óptico e infravermelho do mundo, localizado no Observatório Roque de los Muchachos (ORM), uma equipe de pesquisadores do Instituto de Astrofísica de As Ilhas Canárias (IAC) e o Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica e Eletrônica (INAOE) realizaram, entre fevereiro e agosto deste ano, observações espectroscópicas de alta sensibilidade de duas binárias cujos componentes são as anãs marrons.

Eles não detectaram lítio em três dessas estrelas falidas, mas sim em Reid 1B, a mais fraca e fria das quatro. Esta equipe de astrofísicos, então, apresentou um achado único, um depósito cósmico de lítio que nunca é destruído, cuja origem remonta a uma época anterior à formação do sistema ao qual pertence Reid 1B. É, de fato, o objeto extrasolar mais frio e fraco onde foi encontrado o lítio, em uma quantidade 13 mil vezes maior que a da Terra. 

Com uma idade de 1,1 bilhão de anos e uma massa dinâmica 41 maior do que a de Júpiter, o maior planeta do sistema solar, este objeto está a 16,9 anos-luz de nós.

Um baú de tesouro escondido 

Observações de lítio em anãs marrons permitem que suas massas sejam estimadas com alguma precisão com base em reações nucleares. As massas termonucleares teóricas resultantes devem ser consistentes com as massas dinâmicas determinadas, com menos incerteza, a partir da análise orbital. No entanto, os pesquisadores descobriram que o lítio é preservado até uma massa dinâmica que é 10% menor do que o previsto pelos modelos teóricos mais recentes. Essa discrepância parece significativa e sugere que algo ainda nos escapa em nossa compreensão teórica das anãs marrons.

“Há três décadas rastreamos o lítio nas anãs marrons - explica Eduardo Lorenzo Martín Guerrero de Escalante, professor pesquisador do Conselho Superior de Pesquisa Científica (CSIC) do IAC e primeiro autor do artigo - e finalmente conseguimos determine com precisão a fronteira de massa entre sua conservação e sua destruição e compare com as previsões teóricas ”. E acrescenta: “Existem bilhões de anãs marrons na Via Láctea. O lítio que as anãs marrons abrigam constitui o maior depósito conhecido desse valioso elemento em nossa vizinhança cósmica.

Carlos del Burgo Díaz, coautor do artigo e pesquisador do INAOE, centro público de pesquisas do CONACYT, destaca que “embora o lítio primordial tenha sido criado há 13,8 bilhões de anos junto com o hidrogênio e o hélio, como resultado de reações nucleares após o Grande Bang, hoje você é traz até quatro vezes mais lítio no Universo ”. Segundo o pesquisador, “embora esse pequeno elemento possa ser destruído, mais também é criado, por exemplo, em eventos explosivos como novas e supernovas, para que anãs marrons como Reid 1B possam embalá-lo e protegê-lo, assim como um baú escondido. De o Tesouro ".

Esta obra foi financiada com fundos do Ministério da Economia e Transformação Digital da Espanha (MINECO) e do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) por meio do projeto PID2019-109522GB-C53.

O Gran Telescopio Canarias e os Observatórios do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) fazem parte da rede de Infraestruturas Científicas e Técnicas Singulares (ICTS) de Espanha.

Artigo: "Novas restrições à massa mínima para queima de lítio termonuclear em anãs marrons", Avisos mensais da Royal Astronomical Society; Martín, Eduardo L.; Lodieu, Nicolas; del Burgo, Carlos; Outubro de 2021.

DOI: 10.1093 / mnras / stab2969

arXiv: arXiv: 2110.11982

Código Bib: 2021MNRAS.tmp.2787M

** Imagem ** Comparação entre diferentes objetos mostrando os diferentes níveis de conservação e destruição do lítio. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) * Legenda da foto completa no final do texto

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