Eu não acho muito poético dizer que as estrelas são como conhecemos o universo.
Quando olhamos para o céu noturno, as estrelas são predominantemente o que vemos – milhares deles, variando de Sirius, o mais brilhante do céu noturno, para aqueles que são conhecidos por meras designações de catálogo em vez de nomes.
E para todas as estrelas que podemos ver por olho no céu, os telescópios podem ver milhões a mais. Os astrônomos os estudam para entender a forma, tamanho, estrutura, história e destino de nossa galáxia e usá -los para avaliar as distâncias e o comportamento de outras galáxias. Mesmo ao estudar exoplanetas, precisamos entender suas estrelas anfitriãs para entender esses mundos alienígenas. Os elementos mais pesados que compõem nosso planeta e até nosso corpo foram forjados em estrelas há muito tempo, e nosso próprio sol é uma estrela, é claro – então, em um sentido muito real, estudar estrelas é estudar a nós mesmos.
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No entanto, apesar de tudo isso, algumas perguntas básicas sobre estrelas permanecem sem resposta. Embora tenhamos uma compreensão bastante decente de como as estrelas individuais nascem, ainda há lacunas em nosso conhecimento de suas estatísticas em massa.
Uma das minhas perguntas favoritas não respondidas diz respeito às propriedades mais fundamentais das estrelas como um grupo, e é assim que diferentes tipos nascem de uma nuvem de gás. Digamos que você tenha uma nuvem de gás gigante que está ocupada com estrelas de fabricação. Como porcentagem, quantos deles serão como o sol? Quantos serão fracos anãs vermelhos, quantos serão enormes bestas azuis e quantos ficarão tão baixos em massa que eles entrarão na linha entre uma estrela verdadeira e um planeta? A massa de uma estrela – quão importante está nela – determina a maioria de suas propriedades, incluindo sua temperatura, cor, brilho, evolução e até seu destino, então isso é algo que os astrônomos estão muito interessados em entender. A distribuição das estrelas em compreensão em nossa galáxia nos conta sobre a própria galáxia, assim como o conteúdo do conteúdo de um kit de construção oferece informações sobre o produto acabado e a maneira como é montada.
A “função de massa inicial” é o termo técnico para essa questão não resolvida da demografia estelar. E em teoria, não é muito difícil de responder: apenas observe um monte de estrelas, determine suas massas e depois as coloque figurativamente na caixa adequada.
Na prática, porém, é realmente muito difícil. Estrelas maciças são brilhantes e fáceis de identificar. No entanto, não podemos ver pequenos e escuros se estiverem muito longe-o que significa que nosso censo cósmico de estrelas de baixa massa é amplamente limitado ao que quer que esteja relativamente próximo ao nosso sistema solar. Ainda assim, dado o tempo, essas estrelas se misturam muito bem em toda a galáxia, para que possamos assumir que os vizinhos estelares mais fracos são representativos da galáxia em geral.
Ainda assim, para dar uma idéia de quão difícil é esse empreendimento, depois de milênios de observações astronômicas, a primeira contagem quase completa de All Stars a uma distância de cerca de 65 anos-luz apenas apareceu-em 2024! Publicado por uma enorme equipe de astrônomos, o artigo, publicado no Jornal astrofísicoAssim, é uma descrição ampla do esforço hercúlico envolvido.
Realizando a pesquisa em primeiro lugar necessário, usando vários observatórios astronômicos espaciais e terrestres. A Via Láctea da Agência Espacial Européia-que mapeia a Missão Gaia era principal entre eles, e marcou os principais dados para a maioria das estrelas brilhantes dentro dos 65 anos-luz necessários. Para estrelas de massa inferior, que brilham mais brilhantes no infravermelho, as observações de Gaia foram aumentadas por dados do explorador de pesquisa infravermelha de campo amplo da NASA e do telescópio espacial Spitzer.
Tais lâmpadas estelares são críticas para determinar a extremidade da massa mais baixa da função de massa inicial. Anões marrons, que são objetos de massa intermediária entre planetas e estrelas, emitem essencialmente luz visível e só podem ser detectados no infravermelho. Os primeiros anãs marrons foram encontrados apenas nos anos 90. E, em geral, esses objetos são tão fracos que, mesmo os próximos, podem iludir a detecção. Luhman 16 é um sistema anão marrom binário, apenas 6,5 anos-luz do sol-o terceiro sistema mais próximo de nós– Sim, foi descoberto apenas em 2013.
Depois de provocar cuidadosamente os detalhes dos objetos confirmados como dentro da região de 65 anos-luz, a equipe de estudo encontrou um total de aproximadamente 3.000 estrelas e 600 anãs marrons. Imediatamente, este é um achado notável. Estou acostumado a pensar em escalas espaciais muito maiores, portanto, encontrar 3.600 objetos em meros 65 anos-luz do sol é mais do que eu teria adivinhado. Lembre-se, nossa galáxia da Via Láctea é um disco plano 120.000 ácross leves, o que é espaçoso o suficiente para Centenas de bilhões de estrelas e outros cidadãos celestes.
Os astrônomos tiveram o cuidado de observar que sua pesquisa não estava completa na extremidade de baixa massa. Os anões marrons mais frios do que cerca de 325 graus Celsius são tão fracos que nossa tecnologia atual não pode vê-los diretamente além de cerca de 50 anos-luz. Além disso, alguns anões marrons mais brilhantes ainda podem estar escondidos em partes lotadas do céu, como o disco rico em estrelas da galáxia. Também poderia haver companheiros binários menores para algumas estrelas que não foram descobertas.
O que isso significa é que algumas anãs marrons provavelmente foram sub -contadas, o que é realmente bastante problemático para tentar determinar toda a gama de massas de objetos geradas em nuvens de gás galácticas. Pense desta maneira: se você esmagar uma pedra com um martelo, provavelmente receberá uma ou duas peças grandes, uma dúzia ou duas de médio porte, centenas de pequenos pedaços e milhares ou dezenas de milhares de pequenos grãos. Se você não contar todos os grãos, não pode realmente saber como o tamanho dos detritos é distribuído.
Ainda assim, esse novo censo, mas o melhor, ainda assim, estende a compreensão da função de massa inicial. Antes, não estava claro se os objetos tinham um corte de massa na extremidade inferior. Sabemos que as nuvens de gás em viveiros estelares precisam formar aglomerados que desmoronam sob sua própria gravidade e que esses grupos se tornam estrelas. Existe um limite para o quão pequeno um grupo pode ser para entrar em colapso? Possivelmente, mas até que os anões marrons fossem descobertos e contados, não tínhamos certeza de que eles poderiam se formar como as estrelas. O que o censo descobre é que o número de objetos formados geralmente aumenta à medida que a massa diminui, como esperado, como a distribuição de detritos de uma rocha atingida por martelo. Mas o censo revela algumas peculiaridades: a contagem de objetos se achata um pouco quando a massa desce do regime estelar para anões marrons, mas depois começa a subir novamente em massas mais baixas e em escala planetária. Ele se achata novamente em uma massa mais baixa, como cerca de algumas vezes a de Júpiter? Isso é para futuros telescópios determinar.
Ainda assim, esta pesquisa é um grande passo à frente. Extrapolá -lo para a Via Láctea e outras galáxias nos ajudará a entender como as galáxias se comportam – e como elas mudam seu comportamento ao longo do tempo, produzindo diferentes misturas de estrelas à medida que envelhecem. A confiança que temos em nosso conhecimento científico depende de cada vínculo na cadeia; portanto, melhor determinamos a função de massa inicial, melhor compreenderemos o universo.
