HD 45166 é a primeira estrela conhecida desse tipo.
Os astrônomos acreditam que ela entrará em colapso e se transformará em uma estrela de nêutrons giratória e altamente magnética.
Os astrônomos descobriram um novo tipo de estrela e, com ele, uma nova pista para um antigo mistério: como os magnetares se formam.
A descoberta está relacionada com uma estrela peculiar num sistema binário a cerca de 3.000 anos-luz de distância, na constelação meridional de Monóceros. Há muito que é conhecido como um desajustado, rico em hélio e com ventos invulgarmente poderosos devido ao seu tamanho bastante monótono. Mas novas observações publicadas hoje na Science acrescentaram uma nova peça ao puzzle: HD 45166 também tem um campo magnético extraordinariamente forte.
E isto, por sua vez, pode revelar-se a chave para um mistério ainda maior – a origem dos magnetares, uma classe rara de estrelas que são os ímanes mais fortes do Universo. De acordo com os modelos, HD 45166 tem a combinação certa de massa e campo magnético para um dia se tornar uma supernova e deixar para trás uma estrela de nêutrons altamente magnética. Isso torna a estrela um possível progenitor magnetar, o primeiro do seu tipo.
“Nunca detectámos um campo magnético numa estrela massiva de hélio que sofresse colapso do núcleo”, diz Tomer Shenar, primeiro autor do novo estudo e astrónomo da Universidade de Amesterdão. “É realmente um novo tipo de estrela.”
Uma estrela nas roupas Wolf-Rayet
Embora HD 45166 faça parte de uma família exclusiva chamada estrelas Wolf-Rayet – existem apenas 500 conhecidas até o momento – é um membro muito incomum.
As estrelas Wolf-Rayet são geralmente até 25 vezes mais massivas que o Sol, brilhando um milhão de vezes mais. Todo o combustível de hidrogênio em seus núcleos já foi convertido em hélio. E eles têm ventos estelares poderosos, expelindo 10 sóis da sua massa a cada milhão de anos. As estrelas Wolf-Rayet geralmente terminam suas vidas como supernovas explosivas que se tornam estrelas de nêutrons ultradensas.
HD45166 é relativamente leve, com apenas o dobro da massa do Sol. No entanto, inexplicavelmente produz ventos estelares torrenciais comparáveis a um Wolf-Rayet normal . É o tipo de paradoxo que fascina os astrônomos.
“Não olhei para a estrela porque estava procurando um progenitor magnetar”, diz Shenar. “Isso foi um subproduto, uma surpresa. A razão pela qual comecei a trabalhar nesta estrela, e fiquei cada vez mais obcecado, é que ela é única.”
Um progenitor magnetar
HD 45166 é a única estrela Wolf-Rayet conhecida com massa tão baixa. Se houvesse outros por aí, pensou Shenar, eles já deveriam ter sido facilmente encontrados. “Isso me deixou muito cético em relação às análises anteriores”, diz ele. “Eu estava examinando toda a literatura me perguntando o que poderia ser, e lembro-me de estar sentado em minha mesa e pensando: 'Espere, e os campos magnéticos?'”
A revisão cuidadosa dos espectros estelares de pesquisadores anteriores de repente lembrou Shenar de estrelas com fortes campos magnéticos que ele havia estudado uma vez. Shenar procurou um especialista em campos magnéticos, Gregg Wade, do Royal Military College of Canada em Kingston, Ontário. Wade demorou um pouco para ser convencido, mas eles solicitaram um tempo no Telescópio Canadá-França-Havaí , no topo de Maunakea, que está equipado com um espectropolarímetro , um instrumento que pode medir campos magnéticos.
As observações de Wade confirmaram as suspeitas de Shenar: HD 45166 é altamente magnético. Embora os espectros estelares normais apresentem bandas únicas que correspondem a vários elementos, os fortes campos magnéticos em torno de uma estrela produzem múltiplas bandas espectrais para esses mesmos elementos — um fenómeno chamado divisão de Zeeman. A distância entre essas bandas revela a força do campo magnético. Para HD 45166, são surpreendentes 43.000 gauss – cerca de 100.000 vezes mais fortes que o campo magnético da Terra e a estrela mais magnética massiva encontrada até hoje.
Ainda assim, o campo magnético de um magnetar é de cerca de 10 14 gauss, cerca de 10 mil milhões de vezes maior. Para se tornar um magnetar, HD 45166 deve primeiro explodir como uma supernova e colapsar numa estrela de neutrões. Tal como um patinador no gelo puxando os braços para girar mais rápido, quando uma estrela do tamanho do Sol colapsa e se transforma numa estrela de neutrões com apenas 13 quilómetros de largura, o seu fluxo magnético é conservado e a intensidade do campo é multiplicada cerca de 10 mil milhões de vezes.
Candidatos típicos a supernovas (e potenciais magnetares) têm a massa de oito sóis. Embora o HD 45166 tenha apenas um quarto dessa massa, ele tem um último ás para jogar. Shenar diz que HD 45166 se tornará o que é chamado de supernova Tipo Ibc, completamente livre de hidrogênio. Cerca de 20% das supernovas não têm hidrogénio algum, vindas de estrelas já despojadas das suas conchas e reduzidas a núcleos de hélio, que são mais pesados em volume que o hidrogénio.
Fusões e aquisições
A equipe de Shenar também propõe um modelo de como HD 45166 se tornou uma estrela tão incomum: eles acham que é o produto da fusão de duas estrelas de hélio que evoluíram muito próximas. Uma cresceu mais rapidamente, tornando-se tão grande que o material começou a fluir para a sua companheira mais próxima, que ultrapassou então a primeira estrela em tamanho, retirando-lhe a sua camada de hidrogénio e criando uma estrela de hélio.
Com o material adicionado, a estrela companheira evoluiu mais rapidamente do que a primeira estrela despojada. À medida que a proporção de massa se tornou mais extrema, o fluxo de gás entre eles se inverteu, envolvendo-os num turbilhão de trocas estelares que os astrónomos chamam de estágio de envelope comum. Esta fase fez com que a distância entre os dois núcleos estelares diminuísse até se fundirem numa única estrela de hélio.
O resultado é um objeto fascinante, diz Shenar. “Como laboratório para campos magnéticos muito fortes, esta estrela oferece-nos algo que simplesmente não podemos imitar ou estudar noutro local.”
Assistam Também.
