Foto de Kyle Gregory Devaras na Unsplash
A girocronologia é um método usado para determinar as idades das estrelas com base em suas taxas de rotação e cor. Ele foi anunciado por Sydney Barnes, chefe do grupo de Atividade Estelar do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam, em 2007, no estudo intitulado “Ages of illustrative field stars using gyrochronology: viability, limitations and errors”.
“Field stars”, ou “estrelas do campo”, é o termo utilizado para descrever estrelas que não pertencem a aglomerados de estrelas.
Segundo Barnes, o método transforma as estrelas em relógios, “revelando suas próprias idades e as idades dos corpos astronômicos associados”. O astrônomo acredita que a idade de uma estrela é o seu atributo mais fundamental, além de sua massa, possibilitando um entendimento de como os fenômenos astrofísicos mudam ao longo do tempo.
Desde a sua publicação em 2007, Barnes liderou outros estudos comprovando a eficácia da girocronologia no cálculo da idade de inúmeras estrelas.
Como já mencionado, a girocronologia usa o período de rotação de uma estrela, em conjunto com a sua cor, para determinar a idade do corpo celeste.
A cor de uma estrela é um indicador de sua massa ou temperatura superficial.
O período de rotação com que uma estrela gira em torno do seu eixo pode ser determinado a partir de observações do seu brilho. Muitas estrelas têm manchas escuras na sua superfície, como o próprio Sol.
Quando uma estrela gira e uma mancha estelar entra no campo de visão de um observador, o brilho da estrela diminui. Com a análise e mensuração das quedas na intensidade da luz da estrela e quando elas se repetem, é possível calcular o período de rotação do corpo.
Isso foi possível através de outras observações, em que astrofísicos notaram que as estrelas giram cada vez mais lentamente à medida que envelhecem.
“Se você conhece a relação entre três quantidades, medir duas delas permite calcular a terceira. A relação entre idade, cor e período de rotação possui propriedades matemáticas particulares e úteis que simplificam a análise e permitem calcular facilmente as incertezas”, disse Barnes.
A girocronologia não foi a primeira tática usada para calcular a idade das estrelas. Antes de sua popularização, os métodos usados para tentar determinar as idades estelares eram as técnicas isócronas e cromosféricas.
O método isócrono foi nomeado por Demarque e Larson em 1964, no trabalho pioneiro de Allan Sandage. Nele, a idade estelar é derivada através de cálculos das trilhas evolutivas das estrelas.
No entanto, como mencionado pelo trabalho de Barnes, o método isócrono não funciona para estrelas individuais, separadas de aglomerados. Além disso, o método não funciona bem para estrelas da “sequência principal”, onde a maior parte da vida de uma estrela é passada.
De acordo com a NASA, estrelas da sequência principal são definidas como estrelas que fundem hidrogênio com hélio em seu núcleo. As estrelas da sequência principal constituem cerca de 90% da população estelar do universo.
Já o método cromosférico foi desenvolvido por Olin Wilson e outros durante a década de 60. As idades cromosféricas são calculadas usando a emissão cromosférica das estrelas.
Entretanto, as idades cromosféricas apresentam grandes incertezas de até 50%, enquanto as incertezas nas idades girocronológicas são normalmente de 15%.
No estudo inicial de Barnes, o astrofísico concluiu que a girocronologia não funciona bem para as estrelas mais jovens, que ainda não começaram a queimar combustível a uma taxa constante indicativa da maioria das estrelas, ou para aquelas que deixaram a sequência principal.
Porém, desde a sua divulgação, Barnes e outros astrofísicos comprovaram que o método funciona não apenas para estrelas dentro de aglomerados, como fora deles. Isso demonstra não apenas a eficácia do método, mas também a sua capacidade de expansão para o cálculo de outros corpos estelares.
“A idade de uma estrela é o seu atributo mais fundamental, além da sua massa, e geralmente fornece o cronômetro que permite o estudo da evolução temporal dos fenômenos astronômicos”, disse Barnes. “A girocronologia refina o uso de estrelas como relógios, revelando suas próprias idades e as idades dos corpos astronômicos associados.”
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