Por que então Sirius?

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Nos meses de inverno, quando Orion sobe alto no céu, uma estrela brilhante brilha a sudeste dele. Mesmo se as três estrelas no cinturão de Órion não apontassem por acaso quase direto para ele, você notaria. Afinal, Sirius é a estrela mais brilhante do céu noturno.



O pelo visto a estrela mais brilhante, devo acrescentar pedantemente. Parte disso é devido à sua luminosidade intrínseca (ele emite cerca de 25 vezes mais energia do que o sol), mas ainda mais importante, está perto: a uma distância de 8,6 anos-luz, é o sétimo sistema estelar mais próximo do sol.

E sim isso é um sistema. Um binário , para ser claro; um par de estrelas orbitando uma a outra. A estrela que vemos com nossos olhos é chamada de Sirius A. O companheiro, Sirius B, é uma anã branca , o núcleo pequeno e denso do que costumava ser uma estrela normal, mas ficou sem combustível nuclear e explodiu suas camadas externas. É muito fraco na luz visível, cerca de um décimo de milésimo do brilho de A. Isso o torna relativamente difícil de ver, e ele só foi descoberto em 1862. Sua existência era suspeitada antes disso; medições cuidadosas mesmo naquela época mostravam que Sirius parecia oscilar um pouquinho no céu. Acontece que isso foi devido à gravidade de Sirius B puxando A enquanto eles orbitam um ao outro.







Nos mais de 150 anos desde então, aprendemos muito sobre o par, mas o que acho interessante é que preciso medições têm sido irritantemente evasivas. Sirius A é muito mais brilhante do que B que até mesmo medir a separação entre eles se mostrou difícil. Qualquer fotografia onde B está bem exposto superexpõe A ao ponto da inutilidade.

Imagem do Hubble de Sirius A (centro, duh) e B (no canto inferior esquerdo); A é aproximadamente 10.000 vezes mais brilhante. Crédito: NASA, ESA, H. Bond (STScI) e M. Barstow (Universidade de LeicesterMais Zoom

Imagem do Hubble de uma das estrelas binárias mais próximas do Sol: Sirius A (centro) e sua anã branca companheira B (no canto inferior esquerdo); A é aproximadamente 10.000 vezes mais brilhante. Crédito: NASA, ESA, H. Bond (STScI) e M. Barstow (University of Leicester

Difícil, mas não impossível. Uma equipe de astrônomos liderada por meu velho amigo e colega Howard Bond estuda Sirius há algum tempo. Eles têm observado Sirius usando o Telescópio Espacial Hubble por quase 20 anos para obter medidas precisas das posições das duas estrelas enquanto orbitam uma a outra. Eles combinaram isso com as medições do Observatório Naval dos EUA que remontam a 1956 ... e não só isso, eles realmente usaram observações desde 1862!

Com todas essas informações, eles finalmente conseguiram reunir uma imagem coerente das duas estrelas , como eles orbitam uns aos outros, quais são suas características físicas e, talvez o mais interessante, qual é sua história.





Fisicamente, eles descobrem que Sírius A tem 2,06 vezes a massa do Sol, e a anã branca Sírio B tem uma massa de 1,018 massas solares. Tudo bem, mas são os tamanhos das estrelas que são incríveis. Eles descobriram que Sirius A tem um diâmetro de 1,7144 vezes o do sol - estrelas mais massivas são maiores, o que faz sentido - mas Sirius B tem um diâmetro de apenas 0,008098 do sol! Isso o torna cerca de 11.270 quilômetros de largura: menor que a Terra!

Sirius B tem a massa do Sol, mas o tamanho da Terra. Para efeito de comparação, o Sol é mais de 100 vezes mais largo que a Terra. Crédito: ESA e NASAMais Zoom

A anã branca mais próxima de nós, Sirius B, tem a massa do Sol, mas o tamanho da Terra. Para efeito de comparação, o Sol é mais de 100 vezes mais largo que a Terra. Crédito: ESA e NASA

Essa é uma estrela densa. Um centímetro cúbico dele (o tamanho de um dado de seis lados) teria uma massa de 2,7 toneladas métricas . Imagine pegar uma picape totalmente carregada e esmagá-la até o tamanho de um cubo de açúcar e você terá a imagem. Agora, para ser justo, já sabemos disso há décadas, mas essas novas medições são as mais precisas já feitas. Eles nos ajudarão a entender a física das estrelas melhor do que nunca.

Na verdade, essas medições precisas das massas, tamanhos, cores e conteúdo químico das estrelas permitiram aos astrônomos usar modelos físicos para calcular a idade das estrelas. Sirius A parece ter cerca de 237-247 milhões de anos, enquanto Sirius B tem 228 milhões de anos. As incertezas em ambas as medições são grandes o suficiente (10 milhões de anos ou mais) para que essas estimativas sejam consistentes entre si, conforme esperado. Podemos supor que eles nasceram juntos.

órbita de Sirius B

A órbita de Sirius B em torno de A determinada usando observações do Hubble desde 1997 (na realidade eles orbitam um ao outro, mas isso é mostrado em relação a A). O eixo vertical é norte / sul no céu, e horizontal é leste / oeste. Os pontos vermelhos são as posições medidas e os círculos azuis são as posições ao mesmo tempo usando a órbita calculada. Crédito: Bond et al.

de que se trata el juego de westing

A órbita das duas estrelas também é interessante. Eles giram em torno um do outro a cada 50,1284 anos, variando de 1,2 bilhão a 4,7 bilhões de quilômetros de distância no que é obviamente uma órbita altamente elíptica. A última vez que estiveram mais próximos (o que é chamado de periastro) foi em meados de 1994. Eles estão agora tão distantes quanto jamais estiveram.

E que parte leva a algo muito interessante, de fato! Sirius B é o núcleo queimado de uma estrela que já foi muito parecida com o sol, embora mais massiva. Provavelmente começou a vida como uma estrela de massa solar de 5,6, colocá-lo nas camadas superiores das estrelas normais . Há cerca de 130 milhões de anos, ficou sem hidrogênio utilizável em seu núcleo para se fundir em hélio. Ela inchou até se tornar uma gigante vermelha, explodiu suas camadas externas e, eventualmente, tudo o que restou foi seu denso núcleo inerte - a anã branca que vemos hoje.

Mas esse palco gigante vermelho nos leva a um mistério. Naquela missa, Sirius B teria inchado um muito . Poderia ter 450 - 500 milhões de quilômetros de diâmetro - três vezes mais largo do que a distância da Terra ao sol! Mas isso é estranho: naquela época, a distância periastro entre Sirius A e B era menor que o raio de Sirius B. Em outras palavras, quando Sirius B ficou todo inchado, Sirius A estaria dentro dela!

Esses tipos de estrelas já foram vistos antes; nós os chamamos de binários de contato. Normalmente são duas estrelas que compartilham uma única atmosfera em forma de amendoim, mas neste caso A realmente estaria dentro de B*. Isso é tecnicamente chamado de fase de envelope comum de um sistema binário próximo. Mas tem ramificações. Por exemplo, se as duas estrelas começam com uma órbita elíptica, esta fase a circulará velozes . No entanto, agora, a órbita das duas estrelas é altamente alongada. Isso é estranho. Na verdade, outros sistemas binários foram vistos assim, e não está claro por que ou como as órbitas permanecem elípticas após a fase de envelope comum.

Eu amo isso, para ser honesto. Quantas vezes eu vi Sirius, com meus próprios olhos, através de binóculos, através de um telescópio? Centenas? Milhares, com certeza. No entanto, apesar de ser a estrela mais brilhante no céu noturno, apesar de estar tão perto, apesar de dezenas de milhares de horas de observações de Sirius ao redor do mundo e ao longo da história, mistérios ainda permanecem sobre ele. Cerca de eles .

Oh, ciência. Nunca me canso de você, porque sempre há mais para saber. Sempre.

*Pensando bem, nomeamos a estrela mais brilhante de um binário A e a mais fraca de B. Naquela época. B teria sido A e A teria sido B. Mas isso foi muito antes de os humanos caminharem pela Terra e construírem telescópios. Além disso, essas estrelas estariam do outro lado da galáxia de nós naquela época. O tempo muda as coisas.