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Cientistas conseguem replicar pressões internas estelares em laboratório

Anã branca. (Créditos da imagem: Universidade de Warwick / Mark Garlick).

Em um feito inédito, um grupo de cientistas conseguiu replicar pressões internas estelares em laboratório. Pressões das estrelas do tipo anãs brancas, mais especificamente.

As anãs  brancas são bastante pequenas, mas muito densas. Em uma comparação, uma dessas estrelas poderia ter uma massa equivalente a pouco mais de um Sol, em um tamanho (ou volume, mais precisamente), como o da Terra.

Imagine toda aquela massa comprimida em um ponto do tamanho da Terra. É essa a escala de pressão criada pela equipe, em laboratório. Isso equivale a mais de 100 vezes a pressão encontrada no núcleo da Terra, ou 450 milhões de vezes a pressão atmosférica terrestre, no nível do mar.

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A pesquisa liderada pela pesquisadora Andrea Kritcher, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos Estados Unidos. Os resultados foram publicados no início de agosto na revista Nature. Ah, e sim, eles bateram um recorde.

Para que essas pressões fossem alcançadas, eles utilizaram o National Ignition Facility (NIF), um equipamento que funciona por fusão por confinamento inercial baseado a laser.

Isso significa que um laser aquece uma cápsula de combustível com o tamanho da cabeça de um alfinete, o que causa, inicialmente um efeito explosão, voltado para o lado de fora.

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Na escola você estudou as leis de Newton, certo? Então deve conhecer a lei da ação e reação. Quando esse material é jogado para fora, o que permanece ali é pressionado em direção ao centro do objeto, criando as pressões internas estelares

Pode parecer algo bobo, mas a pressão é tão alta que gera fusão nuclear, ou seja, os átomos são tão comprimidos que começam a se juntar. É essa reação física que ocorre nos núcleos estelares.

Aplicação no estudo das estrelas

“As estrelas anãs brancas fornecem testes importantes de modelos de física estelar, mas os modelos EOS nessas condições extremas ainda não foram testados”, diz Kritcher em um comunicado.

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“Também somos capazes em experimentos NIF de deduzir a opacidade ao longo do Hugoniot de choque (a curva de Hugoniot é um gráfico do aumento na pressão e densidade de um material sob forte compressão de choque). Este é um componente necessário em estudos de estrutura e evolução estelar”, explica.

As anãs brancas são um dos últimos estágios de vida de algumas estrelas. Cada tipo de estrela possui uma fase final diferente, como uma anã branca. O Sol, por exemplo, se tornará uma gigante vermelha.

O que sabemos das anãs brancas são dados coletado com telescópios ou investigações teóricas. A replicação das condições em seus núcleos em laboratório pode ajudar muito nesse ponto – investigá-las.

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Há algumas incógnitas, ou desacordos com relação a alguns parâmetros importantes, como é o caso do EOS. Esta é a relação entre pressão e compressão no núcleo da estrelas.

A importância em entender melhor esses pontos é entender o universo. As anãs brancas podem servir como relógios do universo, e ajudar na cosmologia, na astrofísica, e talvez em até mesmo outras áreas.

Esse “relógio” provém de uma característica interessante. Diferente do Sol, a maior parte do seu brilho não provém da fusão, mas sim do calor residual da estrela que ela foi anteriormente, em sua vida saudável. 

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Portanto, entender melhor  como ocorre esse resfriamento, e a quantidade exata da luz que provém da fusão, é um dos pontos mais importantes, atualmente, no estudo das anãs brancas. 

O estudo foi publicado na revista Nature. Com informações de Science Alert e Lawrence Livermore National Laboratory.

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