Fazer o relógio parar é o desejo de muitos humanos, de forma a evitar o aumento de suas idades. A pesquisadora Cristina Chiappini (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam / Alemanha) e seus colaboradores, membros do grupo de participação brasileira no projeto SDSS-III (BPG/SDSS-III), provaram em trabalho recente que o relógio de algumas estrelas parou, pelo menos o “relógio químico”.
Figura 1 – Cristina Chiappini participando de reunião da colaboração SDSS-III realizada no Rio de Janeiro em 2012. Crédito: M.A.G. Maia
Como estrelas duram milhões de anos, se forem de alta massa, e mesmo bilhões de anos, se forem como o Sol, não podemos medir-lhes diretamente as idades. Dependemos de medidas de propriedades estelares que se correlacionam com a idade. É possível, por exemplo, estimar, com baixa precisão, a idade de uma estrela usando a sua composição química. Isto é possível, pois estrelas “velhas” tendem a ter uma quantidade menor de elementos químicos mais pesados do que Hidrogênio (H) e Helio (He).
H e He foram formados quando o Universo era bem jovem, antes das galáxias e estrelas se formarem. Portanto, estrelas velhas se formaram de um meio interestelar pobre nestes elementos mais pesados, que os astrônomos chamam de metais. Já, as estrelas mais jovens se formam de um meio que foi previamente enriquecido em metais pelas gerações estelares anteriores. Eis um exemplo de “relógio químico”.
Outro diagnóstico de idade é a razão entre as abundâncias de oxigênio e de ferro na atmosfera de uma estrela, [O/Fe]. Estrelas com grande valor de [O/Fe] tendem a ser velhas, pois o oxigênio é produzido principalmente em explosões de supernova de estrelas de massa muito mais alta (10 vezes ou mais) do que o valor solar. Essas estrelas não duram muito mais do que algumas poucas dezenas de milhões de anos. Já o Fe é predominantemente fabricado em explosões de supernova de estrelas de menor massa, as chamadas SN Ia, que ocorrem depois de 1 bilhão de anos da formação da progenitora. Assim sendo, numa geração de estrelas, aquelas que se formaram após as explosões das mais massudas, mas antes das explosões da SN Ia, terão [O/Fe] alto. As que se formam depois de 1 bilhão de anos terão [O/Fe] baixo. Eis um outro exemplo de “relógio químico”.
O que Chiappini e colaboradores descobriram é que há estrelas jovens que têm [O/Fe] alto e não baixo. Neste estudo, suas idades foram determinadas por medidas independentes da química e, na verdade, muito mais precisas. Foram medidas de pulsações nas superfícies das estrelas, ao que chamamos genericamente de asterosismologia, que permitiram determinar as idades destas estrelas. Para estas estrelas, portanto, é como se o “relógio químico” tivesse parado. De acordo com o estudo, que utilizou dados combinados do projeto APOGEE (do SDSS) e satélite asterosismológico CoRoT, essas estrelas são mais comuns nas regiões internas do disco Galáctico, onde se situa também a barra da Via-Láctea. Nesta região, a interação disco-barra leva a cenários mais complexos de formação estelar e evolução química do que em outras regiões.
A figura 2 mostra a distribuição no espaço das estrelas da amostra do CoRoT -APOGEE (pontos azuis). As estrelas para as quais o “relógio químico” parece nao funcionar estao indicadas por estrelas. O BPG, Grupo de Participação Brasileiro do levantamento SDSS-III é apoiado pelo LIneA, e neste trabalho, 7 afiliados ao LIneA tomaram parte, incluindo Chiappini que liderou esta pesquisa.
Figura 2 – Distribuição no espaço das estrelas da amostra do APOGEE (pontos azuis) para as quais existe informação sismológica obtida com o satélite CoRoT superpostas a uma imagem da Via Láctea. Os símbolos maiores mostram a posição das estrelas jovens com grandes valores de [O/Fe]. Amostras de estrelas mais próximas ao Sol (pontos e estrelas vermelhas) mostravam só a “ponta do iceberg”, e passaram desapercebidas até que o presente trabalho descobrisse um grande número destes objectos localizados nas regiões mais internas do disco Galáctico, para os quais o “relógio químico” não funciona. Crédito: F. Anders
