Pesquisadores da USP identificam a mais velha estrela gêmea do Sol


Divulgado no Astrophysical Journal Letters,
estudo dá pistas de como nossa estrela será
daqui a 4 bilhões de anos (divulgação)

Karina Toledo, Agência FAPESP

“Um grupo internacional de astrônomos liderados por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) identificou na constelação de Capricórnio a mais velha estrela gêmea do Sol já conhecida: a HIP 102152.
Além de dar pistas sobre como a nossa estrela vai ficar quando envelhecer, o trabalho mostrou que há uma forte correlação entre o teor de lítio existente nesse tipo de astro e sua idade, ajudando a solucionar um velho mistério da astronomia.

A HIP 102152 está situada a 250 anos-luz da Terra e tem idade estimada em 8,2 bilhões de anos – quase o dobro do Sol, que tem 4,6 bilhões de anos. Para observá-la, a equipe – que conta com cientistas dos Estados Unidos, da Austrália, da Alemanha, do Reino Unido e de Portugal, além dos brasileiros – utilizou o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), localizado no norte do Chile.

Parte do trabalho foi realizada durante o pós-doutorado de TalaWanda Rose Monroe, no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP, com apoio da FAPESP. Os resultados já estão disponíveis na versão on-line da revista Astrophysical Journal Letters.

“Como a existência humana é curta demais para estudar a evolução do Sol, uma das formas de fazer isso é observar estrelas similares em diferentes fases de evolução. Esta estrela HIP 102152 nos dá uma oportunidade sem precedentes de saber como o Sol será daqui a 4 bilhões de anos”, disse Monroe em uma entrevista coletiva convocada pelo IAG no dia 28 de agosto para anunciar as descobertas.

A pesquisadora explicou que as gêmeas solares são estrelas muito raras, que possuem massa, gravidade, temperatura e composição química muito semelhantes às do Sol. Para analisar as propriedades da HIP 102152 e de outra gêmea solar mais jovem – a 18 Scorpii, cuja idade foi estimada em 2,9 bilhões de anos –, a equipe usou o espectrógrafo UVES, que pertence ao ESO.
“A espectroscopia é uma técnica poderosa que permite quebrar a luz da estrela nas diversas cores que a compõem. Isso nos permite observar com detalhes os elementos químicos que estão presentes na atmosfera estelar, assim como inferir sua massa, idade e metalicidade”, explicou Monroe.

Segundo Jorge Luis Meléndez Moreno, que supervisionou a pesquisa de Monroe no IAG, o resultado das análises revela que, assim como o Sol, a HIP 102152 tem uma composição química que permite a formação de planetas rochosos em torno dela.

“Pesquisas anteriores mostraram que no Sol, quando comparado a estrelas similares, há deficiência de elementos químicos que são abundantes em meteoritos, asteroides e em planetas rochosos como a Terra, Marte e Mercúrio. Esse material faltante no Sol provavelmente foi empregado na formação dos planetas terrestres do nosso sistema solar. Como a HIP 102152 tem esse mesmo padrão de deficiência de elementos, há forte possibilidade de ela ter também originado planetas como a Terra”, explicou Meléndez.

De acordo com o pesquisador, desde 2011 pesquisas vêm sendo conduzidas no Observatório Europeu Austral em busca desses planetas rochosos, mas nenhum foi encontrado até o momento orbitando a HIP 102152.

“Isso é bom, pois os planetas mais fáceis de serem encontrados são os gigantes gasosos, como Júpiter. E, se um planeta desse tipo existisse nas regiões mais internas da órbita da estrela, a chamada zona habitável, ele desestabilizaria completamente a órbita de um provável planeta rochoso”, disse Meléndez.

No entanto, ponderou o pesquisador, encontrar planetas rochosos com massa tão pequena quanto à da Terra não seria possível com os equipamentos hoje existentes.

“Vamos continuar procurando esses planetas até 2015, mas conseguiremos apenas detectar superterras, ou seja, planetas com massa cinco ou dez vezes maior que a nossa. Mas também pretendemos procurar gêmeos da Terra no futuro, com o auxílio de novos instrumentos mais precisos que estão sendo desenvolvidos no ESO, caso a entrada do Brasil no Observatório seja confirmada pelo congresso”, contou.

Mistério solucionado

O estudo coordenado por Monroe também ajudou a compreender um antigo mistério que intriga os astrônomos há cerca de 60 anos: por que algumas estrelas têm teores maiores de lítio que outras e, principalmente, por que o teor de lítio do Sol é tão menor que a maioria das gêmeas solares já detectadas.

“O estudo de meteoritos revelou que a quantidade de lítio presente no Sol quando o Sistema Solar estava em formação era cerca de 160 vezes maior.

Ninguém sabia explicar ao certo o que tinha acontecido com esse elemento. É um mistério na teoria clássica de evolução estelar”, disse Meléndez.
Na HIP 102152, por outro lado, o volume de lítio encontrado foi ainda menor que o do Sol. Já a 18 Scorpii, mais jovem, apresentou teores mais altos que os da nossa estrela. De acordo com a equipe da USP, esses resultados indicam que, à medida que a estrela envelhece, o teor de lítio diminui.

“Esse achado é muito importante não só porque permite usar esse elemento químico para determinar a idade da estrela como também porque acrescenta novos ingredientes ao modelo de como evoluem as estrelas. Pode ajudar os astrofísicos a entenderem os mecanismos que permitem o transporte do lítio de regiões mais externas do astro para as mais internas, onde será então destruído”, disse Meléndez.

A primeira gêmea solar foi encontrada em 1997 e, desde então, poucas outras estrelas do gênero foram identificadas.”

O artigo High precision abundances of the old solar twin hip 102152: Insights on li depletion from the oldest sun (doi: 10.1088/2041-8205/774/2/L32) pode ser lido em http://iopscience.iop.org/2041-8205/774/2/L32/pdf/2041-8205_774_2_L32.pdf.

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