A girocronologia, uma técnica para estimar a idade das estrelas com base na sua rotação, expandiu-se de estrelas em aglomerados para estrelas em locais remotos, revelando padrões consistentes de envelhecimento e expandindo a gama de determinações da idade estelar.
Cientistas do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP) e da Universidade de Boston conseguiram estabelecer uma ligação entre as taxas de rotação de estrelas dentro de um aglomerado e estrelas fora do aglomerado (ou seja, estrelas de campo), permitindo-lhes deduzir a idade destas últimas. Os resultados mostram que o método girocronológico pode ser aplicado não apenas a estrelas em aglomerados, mas também a estrelas de campo, permitindo determinar a idade de muito mais estrelas.
Quantos anos tem uma estrela? É uma pergunta difícil, mais fácil de responder para estrelas que vivem em aglomerados estelares. Isso ocorre porque todas as estrelas do aglomerado – independentemente do tamanho – têm a mesma origem e, portanto, a mesma idade. Ao estudar as propriedades colectivas das estrelas num aglomerado e o seu actual estágio de evolução, pode ser obtida uma boa estimativa da sua idade.
Os investigadores estão actualmente a explorar o novo campo da girocronologia, que pode determinar a idade de estrelas individuais. Ele estabelece uma relação entre a rotação de uma estrela, a cor e a idade.
O período de rotação de uma estrela em torno do seu eixo pode ser determinado pela observação do seu brilho: muitas estrelas têm manchas escuras na sua superfície, como as manchas solares do Sol. À medida que a estrela gira, a mancha estelar se move para o campo de visão do observador e o brilho da estrela diminui um pouco.
Ao medir estes pequenos pontos na intensidade de luz da estrela, e quando ocorrem repetidamente, por exemplo, utilizando dados do satélite Kepler, o período de rotação da estrela pode ser medido.
Evolução rotacional em aglomerados de estrelas
Estudos de estrelas anãs de baixa massa em aglomerados estelares mostram que as estrelas giram cada vez mais lentamente à medida que envelhecem. A comparação dos períodos de rotação das estrelas no aglomerado com suas cores no mapa estelar revela um padrão único: as curvas de formação estelar no aglomerado definem coletivamente um esqueleto de evolução rotacional, com cada costela do esqueleto correspondendo a um aglomerado de uma idade específica, com aglomerados mais antigos definindo costelas superiores por sua vez. Cada costela é uma curva de igual idade. Ao traçar as estrelas do aglomerado no diagrama, você pode usar essas linhas para deduzir sua idade. No entanto, como este método foi desenvolvido com base em aglomerados estelares, não estava claro até agora se este método de datação também funcionaria para estrelas fora dos aglomerados estelares, que constituem a grande maioria das estrelas na nossa galáxia.
Aplicar métodos computacionais a estrelas extracluster
É aqui que entram as pesquisas recentes. Os autores usaram uma amostra de mais de 300 estrelas binárias largas. Este é um sistema de duas estrelas orbitando uma à outra suficientemente distantes uma da outra para que não interajam e, portanto, não interfiram na sua evolução rotacional normal. Binárias amplas são estrelas de campo, mas sua origem comum permite uma suposição também usada para estrelas de aglomerados - que elas têm a mesma idade. Isto significa que se a evolução das estrelas do campo for realmente a mesma que a das estrelas do aglomerado, então se as duas estrelas do binário amplo fossem colocadas no esqueleto do aglomerado, elas pareceriam consistentes. Em outras palavras, se uma estrela em um binário amplo está em uma costela giratória de um aglomerado estelar, a outra estrela também está na mesma costela giratória? Os autores do estudo descobriram que este era realmente o caso.
Na verdade, os autores descobriram que poderiam dividir os binários que estudaram numa série de subgrupos, cada um associado a um agrupamento de idades correspondentes. "Quando começámos a comparar todos os sistemas estelares binários amplos com o esqueleto do aglomerado, ficámos surpresos ao ver quão bem coordenados eles eram," disse David Gruner, primeiro autor do estudo e estudante de doutoramento no Stellar Activity Group da AIP. "Mesmo sistemas estelares com massas muito diferentes mostraram uma consistência notável nas suas posições no diagrama, ao ponto de serem virtualmente indistinguíveis do aglomerado."
Portanto, pode-se especular que as poucas estrelas localizadas acima da coleção de costelas do aglomerado sejam mais antigas do que os aglomerados medidos até o momento. Além disso, os autores mostram que na grande maioria dos sistemas estudados, a idade rotacional de um componente corresponde à do outro componente. Como a ampla amostra binária é muito diversa tanto em termos de distribuição no céu quanto em outras propriedades estelares, como metalicidade, este resultado significa que a girocronologia provavelmente será confiável para estrelas extra-aglomerados.
Implicações para pesquisas futuras
Sydney Barnes, chefe do Grupo de Atividade Estelar da AIP, acrescentou: "Este trabalho, até certo ponto, garante que idades confiáveis de mais estrelas do campo possam ser obtidas a partir de taxas de rotação no futuro. Este resultado é de grande importância para a missão do satélite PLATO, que visa não apenas descobrir um grande número de estrelas que hospedam planetas, mas também fornecer suas idades, permitindo que as pessoas vislumbrem a história evolutiva dos exoplanetas pela primeira vez."
Fonte compilada: ScitechDaily