Estrelas quentes “sofrem” de manchas magnéticas gigantes

Descoberta feita com dados do ESO ajuda na compreensão de outros mistérios envolvendo esses corpos celestes

Concepção artística de como seria uma das estrelas do ramo horizontal extremo estudadas e seu gigantesco ponto esbranquiçado. O ponto é brilhante, ocupa um quarto da superfície da estrela e é causado por campos magnéticos. À medida que a estrela gira, o ponto em sua superfície vai e vem, causando mudanças visíveis no brilho. Crédito: ESO/L. Calçada, INAF-Pádua/S. Zaggia

Com o auxílio dos telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO), astrônomos descobriram manchas gigantes na superfície de estrelas extremamente quentes escondidas em aglomerados estelares. Estas estrelas não sofrem apenas de manchas magnéticas; algumas apresentam também eventos de supererupções (superflares), explosões de energia vários milhões de vezes mais energéticas que erupções semelhantes no Sol. Esta descoberta, publicada na revista “Nature Astronomy”, ajuda os astrônomos a entender melhor essas estrelas intrigantes e abre portas para resolver outros mistérios da astronomia estelar.

A equipe liderada por Yazan Momany, do INAF – Observatório Astronômico de Pádua (Itália), observou um tipo particular de estrelas conhecidas por estrelas do ramo horizontal extremo — objetos com cerca de metade da massa do Sol, mas quatro ou cinco vezes mais quentes. “Essas estrelas pequenas e quentes são especiais porque sabemos que passarão uma das fases finais da vida de uma estrela típica e morrerão prematuramente”, explica Momany, que já trabalhou como astrônomo no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. “Na nossa galáxia, esses objetos quentes peculiares estão geralmente associados à presença de uma estrela companheira próxima.”

Surpreendentemente, no entanto, a maioria dessas estrelas do ramo horizontal extremo, quando observadas em grupos estelares muito compactos chamados aglomerados globulares, parecem não ter companheiras. O longo monitoramento dessas estrelas feito por essa equipe, com o auxílio dos telescópios do ESO, revelou que existia algo mais nesses objetos misteriosos. Ao observar três aglomerados globulares diferentes, os cientistas descobriram que muitas das estrelas do ramo horizontal extremo mostravam variações regulares no seu brilho durante um espaço de tempo de apenas alguns dias até várias semanas.

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Diferenças com o Sol

“Após eliminarmos todos os outros cenários, restava-nos apenas uma possibilidade para explicar estas variações de brilho observadas,” explica Simone Zaggia, coautora do estudo, também do INAF – Observatório Astronômico de Pádua e antiga bolsista do ESO: “essas estrelas devem ‘estar sofrendo’ de manchas!”

Concepção artística de pontos em estrelas extremamente quentes (direita) e no nosso Sol (esquerda): mesma origem, mas com diferenças importantes. Crédito: ESO/L. Calçada, INAF-Pádua/S. Zaggia

As manchas em estrelas do ramo horizontal extremo parecem ser muito diferentes das manchas escuras do nosso Sol, mas ambas são causadas por campos magnéticos. As manchas dessas estrelas extremas e quentes são mais brilhantes e quentes que a superfície estelar que as circunda, contrariamente ao Sol, onde vemos as manchas como zonas escuras na superfície solar, zonas estas mais frias do que o material que as rodeia. As manchas das estrelas do ramo horizontal extremo são também significativamente maiores que as manchas solares, podendo cobrir até um quarto da superfície da estrela.

Essas manchas são muito persistentes, podendo durar décadas. Já as manchas solares individuais são temporárias e duram apenas alguns dias, no máximo alguns meses. À medida que as estrelas quentes giram, as manchas nas suas superfícies vão e vêm, causando variações visíveis no brilho.

Explosões repentinas

Além de variações no brilho devido às manchas, a equipe também descobriu algumas estrelas do ramo horizontal extremo que mostram supererupções — explosões repentinas de energia e outro sinal da presença de um campo magnético. “Essas erupções são semelhantes às que vemos no nosso Sol, mas são dez milhões de vezes mais energéticas”, diz o coautor do estudo Henri Boffin, astrônomo da sede do ESO, na Alemanha. “Tal comportamento não era certamente esperado e destaca a importância dos campos magnéticos para explicar as propriedades destas estrelas.”

Depois de seis décadas tentando entender as estrelas do ramo horizontal extremo, os astrônomos têm agora uma ideia mais completa desses objetos. A descoberta também poderá ajudar a explicar a origem dos fortes campos magnéticos em muitas anãs brancas, objetos que representam a fase final da vida das estrelas do tipo Sol e mostram semelhanças com as estrelas do ramo horizontal extremo.

“O quadro geral, no entanto”, diz o membro da equipe David Jones, antigo bolsista do ESO trabalhando atualmente no Instituto de Astrofísica de Canarias (Espanha), ”é que as variações no brilho de todas as estrelas quentes — desde estrelas jovens do tipo solar a estrelas velhas do ramo horizontal extremo e anãs brancas mortas há muito tempo — podem estar todas ligadas. Esses objetos podem, portanto, ser entendidos como sofrendo coletivamente de pontos magnéticos em suas superfícies.”

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