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Astrônomos mediram a massa de uma estrela graças a uma velha dica de Einstein

Pesar uma estrela é demasiado difícil. Na verdade, estrelas binárias são as únicos nas quais os cientistas podem medir diretamente, porque suas órbitas em torno de si revelam suas massas. Agora, uma equipe de astrônomos conseguiu medir a massa de uma estrela isolada usando uma técnica sugerida pela primeira vez por Albert Einstein em 1936. O método explora o fato de que uma grande massa, como uma estrela, pode dobrar o caminho da luz. Embora o efeito seja pequeno, medir a deflexão pode revelar a massa da estrela.

“Esta é uma peça muito elegante do trabalho que eles fizeram”, disse o astrônomo Martin Barstow, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, “e ecoa um século na história na relatividade geral.”

Os astrônomos têm visto muitos exemplos da gravidade dobrando a luz, incluindo galáxias que distorcem imagens de outras ainda mais distantes, por vezes, esticando-as em “anéis de Einstein” circulares. Em nossa própria galáxia, quando uma estrela passa em frente da outra, os astrônomos observam um breve brilho vindo da estrela mais distante quando estrelas mais próximas agem como uma lente, dobrando os seus raios que vem em  direção à Terra. Este efeito, conhecido como microlente gravitacional, tem sido usado para detectar exoplanetas e procurar a matéria escura, buracos negros e anãs marrons.

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Mas Einstein também previu que, se a fonte de luz e a estrela que dobra esta luz não estiverem em alinhamento exato, a curvatura fará com que a estrela pareça se mover quando vistas da Terra. O tamanho dessa mudança diz aos cientistas as informações da massa da estrela que dobrou a luz. O efeito é tão pequeno e a probabilidade de um tal quase alinhamento é tão raro que Einstein pensava que nunca poderia ser feito.

Mas uma equipe de astrônomos dos Estados Unidos, Reino Unido e Canadá tinha um palpite de que a visão perspicaz do Telescópio Espacial Hubble poderia ser capaz de detectar essa mudança. Eles começaram por olhar para as estrelas que podem entrar em alinhamento, e descobriram que Stein 2051 B – uma anã branca distante apenas 18 anos-luz da Terra –  passaria quase diretamente na frente de outra estrela em março de 2014. Quando o fez, a equipe capturou as menores mudanças na posição da estrela de fundo. Essa mudança permitiu que a equipe calculasse a massa de Stein 2051 B, que  seria cercade dois terços da massa do Sol, ou  0,675 massas solares,  relataram eles na revista Ciência .

Mas isso era mais do que apenas uma demonstração hábil de uma nova técnica. Stein 2051 B é um enigma para os especialistas em anãs brancas, bem como as cascas deixadas para trás quando estrelas queimam todo o seu combustível. (Este destino aguarda 97% das estrelas, incluindo o Sol.) A partir de observações do seu tamanho, da temperatura e da luz que ela emite, os pesquisadores estimaram que Stein 2051 B foi uma variedade particular de anã branca que deveria pesar cerca de 0,67 massas solares. Mas, usando o método para medir a massa através de estrelas binárias, outros pesquisadores haviam emparelhado-a com outra estrela próxima, Stein 2051 A, e tinham calculado uma massa de apenas 0,5 massas solares. O último cálculo coloca a massa Stein 2051 B exatamente onde deveria estar, e também lança dúvidas sobre a ideia de que A e B são realmente um par binário. “É uma boa adição para a nossa compreensão da composição da anã branca”, diz Barstow.

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O astrônomo Markus Hundertmark da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, disse que simplesmente a detecção de uma tal mudança teria merecido uma publicação em seu próprio direito. “Medir a massa de uma anã branca próxima parece fazer o resultado ainda melhor, e à primeira vista, é uma descoberta surpreendente.”

A aplicação técnica parece limitada no momento, porque o próximo alinhamento das estrelas é muito raro, mas isso vai mudar no próximo ano, quando o segundo catálogo de estrelas do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia for liberado, dando posições exatas e movimentos de muitas estrelas. “É provável que encontremos muitos outros exemplos para prosseguir”, diz Barstow. O novo resultado “parece ser um efeito mais curioso”, disse o membro da equipe, Martin Dominik, da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido, mas vai “transformar-se em uma técnica astrofísica bastante útil, mais cedo ou mais tarde.”

Traduzido e adaptado de Science

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Da Redação
Publicado por

A SoCientífica, abreviação para Sociedade Científica, nasceu em agosto de 2014 da vontade de decifrar as novidades no mundo científico e transmiti-las para uma sociedade que depende da ciência e tecnologia mas que sabe muito pouco sobre elas. Em um momento em que a desconfiança está se sobressaindo e novas ondas negacionistas de evidências surgem, a SoCientífica está empenhada em ajudar a trazer iluminação para a sociedade novamente.

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