O documento descreve as propriedades e a evolução das estrelas anãs brancas. Essas estrelas são os remanescentes centrais das nebulosas planetárias, tendo raios de cerca de 10% do da Terra, massas entre 0,1 e 1 massa solar, e temperaturas de superfície de cerca de 10.000 K. Elas se formam quando as estrelas centrais das nebulosas planetárias esgotam seu combustível nuclear e se contraem.

1. As Estrelas Anãs Brancas
As belíssimas nebulosas planetárias que observamos no espaço não permanecerão deste modo para
sempre. Seu gás vai aos poucos sendo incorporado ao meio interestelar e, após um período de cerca de
5000 anos, a nebulosa planetária estará completamente dispersa no espaço. Mas, o que acontece com a
estrela residual, aquela estrela central que continuou a existir a despeito da grande ejeção de massa
feita pela estrela gigante vermelha primordial?
A estrela residual do processo de formação de uma nebulosa planetária possui uma luminosidade similar
àquela apresentada pelas estrelas gigantes vermelhas, L ~ 10 3 Lsol, e, portanto, fica localizada no canto
superior esquerdo do diagrama H-R.
No entanto, ao mesmo tempo em que o gás da nebulosa planetária vai se dispersando no meio
interestelar, a estrela central residual passa por vários processos, lentos mas inexoráveis, que a levam
ao final de sua existência como estrela. Já vimos que esta estrela possui uma região central composta
de matéria degenerada. Sua única região ainda não degenerada e que, portanto, ainda é capaz de
realizar reações nucleares, é uma fina concha de matéria que reveste esta região central.
À medida que as reações nucleares vão ocorrendo nesta concha o gás de elétrons livres da estrela fica
cada vez mais degenerado até que o material da concha praticamente se extingue. Neste momento a
estrela é completamente degenerada e toda a sua estrutura é suportada pela pressão de degeneração
dos elétrons. As reações nucleares que ocorriam na concha eram a única fonte de energia da estrela.
Vemos então que, à medida que os processos nucleares vão diminuindo a luminosidade da estrela
também diminui , a estrela definha à medida que esfria. Deste modo, toda estrela que é residual do
processo de formação de uma nebulosa planetária vai aos poucos perdendo a sua luminosidade até se
transformar numa estrela anã branca.
As propriedades das estrelas anãs brancas
Aproximadamente 10% das estrelas pertencentes à nossa Galáxia são estrelas anãs brancas. A imagem
abaixo, obtida pelo Hubble Space Telescope da NASA/ESA nos mostra, envoltas por círculos, um grande
número de estrelas anãs brancas descobertas no aglomerado globular M4. Este aglomerado é o mais
próximos da Terra, situado a uma distância de 7000 anos-luz de nós. É um aglomerado grande , com
mais de 100000 estrelas, predominantemente estrelas gigantes vermelhas. A imagem mostra 8 estrelas
anãs brancas das 75 que o Hubble Space Telescope detectou em uma pequena área de apenas 0,63
anos-luz de diâmetro. Acredita-se que este aglomerado possua cerca de 40000 estrelas anãs brancas.

2. Uma das mais famosas estrelas anãs brancas é a estrela Sirius B. O sistema estelar de Sirius está localizado a cerca de 8,6 anos-luz da
Terra. Este é um sistema binário que envolve a estrela mais brilhante do céu, Sirius A, uma estrela que possue duas vezes mais massa
do que o nosso Sol. Sua companheira é uma estrela anã branca, Sirius B, com uma temperatura superficial de cerca de 25000 K. A
estrela anã branca Sirius B tem uma massa igual à massa do Sol e seu diâmetro é apenas 90% do diâmetro da Terra! A gravidade sobre
a sua superfície é cerca de 400000 vezes superior àquela que sentimos no nosso planeta. Na imagem abaixo, obtida pelo Chan dra X-ray
Observatory, um dos mais bem sucedidos observatórios espacial lançados pela NASA, vemos Sirius B (a fonte mais brilhante ! ) e Sirius
A observadas em raios X. Quando observadas na região espectral do visível a luminosidade de Sirius A é 10000 vezes mais forte do que
a de Sirius B.

3. A tabela abaixo resume as propriedades mais gerais das estrelas anãs brancas até agora observadas.
Dados gerais sobre as estrelas anãs brancas
raio ~ 10-2RTerra
luminosidade baixa (L ~ 10-3Lsol)
temperatura da superfície Tsuperfície= 10000 K
0,1 Msol < Manã < 1 Msol
massa
(em média massa de 0,5 Msol)
Dois aspectos são muito importantes na tabela acima:
algumas estrelas muito pesadas que evoluem para nebulosas planetárias têm que ejetar bastante matéria no meio interestelar
para deixar uma estrela residual com apenas 1,0 massa solar .
como a estrela remanescente de uma nebulosa planetária tem uma luminosidade de 10 3Lsol e uma estrela anã branca tem uma
luminosidade de 10-3Lsol , vemos o grande caminho que ela percorre em termos de perda de luminosidade, ocasionado pelo
contínuo aumento da sua região central formada por matéria degenerada e diminuição da energia gerada pelas reações
nucleares .
O destino das estrelas anãs brancas
A estrela anã branca continua a esfriar mas este processo de esfriamento é lento. Ela levará bilhões de anos até irradiar para o espaço
toda a energia térmica que possui no seu interior e a razão deste longo tempo é o fato de que ela possui uma área superficial muito
pequena.
No diagrama H-R a estrela anã branca lentamente se moverá para baixo e para a direita à medida que esfria.
Quando o processo de esfriamento termina, a estrela anã branca não emite mais radiação na região espectral do visível.
Consequentemente, ela desaparece da nossa vista. A estrela agora é um objeto frio que vaga pelo espaço. A este objeto final, resultado
do desaquecimento de uma estrela anã branca, alguns astrônomos dão o nome de "anã negra".
As estrelas anãs brancas são muito pequenas. Ela têm, aproximadamente, o tamanho da Terra. No entanto, devido à sua matéria
estelar, este tipo de estrela possui uma densidade da ordem de 1 milhão de gramas por centímetro cúbico. Isto é equivalente a esmagar
um automóvel Volkswagen até que ele fique com um volume de um centímetro cúbico. Se você tirasse uma colher de chá de matéria de
uma estrela anã branca, esta quantidade tão pequena de matéria pesaria o equivalente a uma tonelada no nosso planeta.
Uma estrela descoberta por teóricos
Toda a teoria das estrelas anãs brancas foi desenvolvida pelo astrofísico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar em
1931. Este jovem astrofísico apresentou o seu trabalho original na Royal Society em Londres, onde foi duramente
criticado pelo astrofísico Arthur Eddington, um dos maiores cientistas da época. Mais tarde provou-se que a teoria de
Chandrasekhar estava correta.
A mais importante descoberta de Chandrasekhar foi o fato de que nem todas as estrelas terminam a sua existência
como anãs brancas. Aquelas que mantém uma massa acima de um certo limite, que hoje é conhecido como o limite
de Chandrasekhar, não conseguem parar o colapso gravitacional.
A teoria desenvolvida por Chandrasekhar e que hoje sabemos ser correta nos diz que:
Se uma estrela central de uma nebulosa planetária tem massa menor do que 1,4 massas
solares ela evolui, tornando-se cada vez mais degenerada e finalmente se estabiliza como uma
estrela anã branca.
Uma surpresa: um sistema triplo com uma pulsar, uma estrela anã branca e um planeta!
A imagem abaixo mostra a pequena região marcada com um retângulo verde no aglomerado globular M4 ampliada no lado direito pelo
Hubble Space Telescope. A seta assinala uma estrela anã branca que está em órbita em torno de um pulsar chamado PSR B1620 -26 (não
visível na imagem). Este sistema possui uma terceira componente cuja natureza, durante mais de uma década, intrigou os astrônomos.
O Hubble Space Telescope conseguiu revelar que este terceiro componente é um objeto com uma massa 2,5 vezes superior à do pla neta
Júpiter. Os astrônomos acreditam que se trata de um planeta que se formou junto com a estrela anã branca.

4. Uma surpresa: um sistema triplo com uma pulsar, uma estrela anã branca e um planeta!
A imagem abaixo mostra a pequena região marcada com um retângulo verde no aglomerado globular M4 ampliada no lado direito pel o
Hubble Space Telescope. A seta assinala uma estrela anã branca que está em órbita em torno de um pulsar chamado PSR B1620-26 (não
visível na imagem). Este sistema possui uma terceira componente cuja natureza, durante mais de uma década, intrigou os astrôn omos.
O Hubble Space Telescope conseguiu revelar que este terceiro componente é um objeto com uma massa 2,5 vezes superior à do planeta
Júpiter. Os astrônomos acreditam que se trata de um planeta que se formou junto com a estrela anã branca.