O nascimento das estrelas

Um, cinco ou dez bilhões de anos? descobrir a idade de uma estrela pode ser uma questão um tanto desafiadora para os cientistas. Esses números ainda incalculáveis separam o nascimento de diferentes astros em pontos distantes do universo. Quando se pesquisa estrelas e exoplanetas, a resposta nunca é simples ou conclusiva. Mas a solução para a questão é o que o astrofísico Sydney Barnes, professor da Universidade de Yale, em passagem pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), segue tentando solucionar.

Atualmente pesquisador do Observatório de Potsdam, na Alemanha, Sydney Barnes diz que assim como acontece com os seres humanos, a idade das estrelas tem relação com o tempo decorrido desde a sua formação. Por isso, sua idade é um fator determinante para suas propriedades, como tamanho, temperatura e luminosidade. Além disso, saber a quanto tempo esses astros estão por aí é importante para compreender a evolução estelar, a arqueologia galáctica, o estudo dos exoplanetas e a cosmologia.

A idade de uma estrela é um fator crítico para entender como ela evoluiu e continuará a evoluir no futuro. O astrônomo José Dias, professor da UFRN, e companheiro de pesquisa de Sidney Barnes, diz que ao estudar estrelas de diferentes idades, os cientistas podem obter informações sobre os diferentes estágios da evolução estelar e os processos físicos que os impulsionam. “As idades estelares também podem fornecer pistas sobre a formação e evolução das galáxias, pois ao estudar as idades das estrelas em diferentes partes de uma galáxia, os astrônomos podem reunir a história de sua formação e desenvolvimento ao longo do tempo”, afirma Dias.

O pesquisador também compreende que ao estudar os exoplanetas (planetas que se encontram fora do Sistema Solar, em órbita de outras estrelas), saber a sua idade pode fornecer informações sobre a formação e habitabilidade do planeta. Esse tipo de descoberta, por exemplo, ajuda os astrônomos a determinar se um planeta reteve uma atmosfera ao longo do tempo ou se ele foi submetido a intensa radiação que poderia ter arrancado sua atmosfera.

Representação do PLATO no espaço

A idade do universo também pode ser estimada pelo estudo da idade das estrelas mais antigas conhecidas. Esta informação é crucial para a compreensão da origem e evolução do universo como um todo. No geral, saber a idade de uma estrela nos permite entender fenômenos como a formação de galáxias e sistemas planetários, além da evolução do próprio universo.

Segundo os pesquisadores, há várias maneiras de calcular a idade das estrelas, como a análise da composição química, sua posição em diagramas evolutivos ou por meio de sua taxa de rotação. Outros métodos incluem estudar as pulsações da estrela ou seu nível de atividade, medido por seu campo magnético ou pela frequência de suas erupções.

O Telescópio PLATO (Planetary Transits and Oscillations of Stars), da Agência Espacial Européia, é o próximo na fila para lançamento, e parte de um grupo selecionado de telescópios que se juntam ao James Webb na busca por exoplanetas no espaço profundo.

A busca por exoplanetas é um dos campos mais importantes da astrofísica atual e uma linha de pesquisa do Grupo de astrofísica da UFRN Ge3, do Departamento de Física Teórica e Experimental (DFTE/UFRN). Este satélite irá vasculhar o espaço em busca de exoplanetas, concentrando-se em planetas que se parecem com a Terra, inclusive em termos de idade.

PLATO durante teste de vácuo realizado pela ESA 

José Dias explica que, ao medir as idades dessas estrelas, o PLATO ajudará a melhorar nossa compreensão da formação e evolução dos sistemas planetários.  “Esperamos que o PLATO contribua significativamente para a compreensão dos exoplanetas e das suas estrelas hospedeiras. As idades das estrelas hospedeiras, por exemplo, podem fornecer pistas importantes sobre o tempo e os mecanismos de formação dos planetas, bem como as condições sob as quais estes se formaram e evoluíram ao longo do tempo”, ressalta.

O “caçador de planetas” PLATO possui 26 câmeras e usará fotometria de alta precisão para procurar e estudar exoplanetas que estejam nas zonas habitáveis de suas estrelas hospedeiras, onde as condições podem ser adequadas para a existência de água líquida e, quem sabe, de vida. Ao combinar informações sobre as idades dessas estrelas com dados sobre seus sistemas planetários, o satélite ajudará a refinar nossa compreensão da habitabilidade de exoplanetas e a probabilidade de encontrar vida além de nosso próprio sistema solar.

UFRN e PLATO

A UFRN é uma das parceiras da missão PLATO em diversos programas. Além da idade, a parceria também estuda a rotação de estrelas análogas solares e busca exoplanetas através de trânsitos planetários. Todos estes temas fazem parte da pesquisa desenvolvida pelo Grupo de Estrutura, Evolução Estelar e Exoplanetas (Ge3), do Departamento Física Teórica e Experimental (DFTE/UFRN), uma das principais referências nacionais em pesquisa espacial.

Professor Sydney Barnes é especialista em astrofísica teórica, computacional e observacional – Foto: José Dias

Na próxima quarta-feira, 3 de maio, o pesquisador Sydney Barnes irá proferir o colóquio Da Idade das Estrelas aos Exoplanetas, em Natal. O evento é aberto ao público e será realizado no Auditório da Escola de Ciência e Tecnologia (ECT), Anfiteatro F, às 17hs, no campus central da UFRN. Além da palestra, será realizado um minicurso sobre evolução estelar no Departamento de Física da UFRN, juntamente com reuniões de pesquisa e definições de colaborações para os alunos da pós-graduação e professores.

Sydney Barnes, é especialista em astrofísica teórica, computacional e observacional. Interessado em evolução de estrelas frias, em aglomerados e no campo, especialmente pesquisa rotação estelar, atividade e idades estelares. Pesquisa desenvolvimento relacionado de isócronas e girocronologia, conexões com convecção, dinâmica de fluidos, magnetohidrodinâmica, asterossismologia, e aspectos dinâmicos da evolução estelar. É PHD em Astronomia pela Yale University

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