É assim que você consegue magnetars?

Imagine uma estrela viva com um campo magnético pelo menos 100.000 vezes mais forte que o campo da Terra. Esse é o estranho objeto estelar HD 45166. Seu campo é de incríveis 43.000 Gauss.

Isso o torna um novo tipo de objeto: uma enorme estrela magnética de hélio. Em um milhão de anos, ficará ainda mais estranho quando entrar em colapso e se tornar um tipo de estrela de nêutrons chamada “magnetar”. 

Impressão artística da estrela HD 4 5166, que está a caminho de se tornar um magnetar. Cortesia ESO.

De acordo com o astrônomo Tomer Shenar (Universidade de Amsterdã), HD 45166 fornece pistas para a criação de magnetares. Ele é o chefe de uma equipe olhando para este estranho objeto. Suas observações mostram que este objeto não é uma estrela massiva comum. Em vez disso, eles acham que é o que resta após a fusão de duas estrelas de hélio de menor massa.

“Parte de sua massa foi perdida durante o processo de fusão”, disse ele em um e-mail. “O resultado é esta estrela de hélio fortemente magnetizada que imita o núcleo de uma estrela que era originalmente 8 vezes mais massiva que o nosso Sol – massiva o suficiente para explodir como uma supernova e colapsar em uma estrela de nêutrons.”

O recém-formado objeto de hélio é uma estrela Wolf-Rayet altamente evoluída . Antes de se tornar um magnetar, ele precisa passar por mais algumas mudanças. Os modelos de evolução estelar sugerem que eventualmente explodirá como uma supernova do tipo Ib ou IIb. À medida que desmorona sob sua própria gravidade, o já forte campo magnético crescerá.

A impressão deste artista mostra uma estrela altamente incomum destinada a se tornar um dos objetos mais magnéticos do Universo: uma variante de uma estrela de nêutrons conhecida como magnetar. Ele explodirá como uma supernova, o núcleo se contrairá e concentrará as já assustadoras linhas de campo magnético da estrela para criar o magnetar. Cortesia NOIRLAB.

Eventualmente, o objeto se tornará um núcleo muito compacto com um campo magnético de cerca de 100 trilhões de Gauss. Isso o tornaria um dos tipos de ímã mais poderosos do Universo: um magnetar.

Estudando o Progenitor em Busca de Pistas

HD 45166 é na verdade um par estelar, do qual a estrela Wolf-Rayet é um membro. Os astrônomos o observaram por mais de um século, mas suas estranhas características desafiavam a explicação. Shenar e a colega de pesquisa Julia Bodensteiner (da Katholieke Universiteit, na Holanda) decidiram examinar mais profundamente suas esquisitices.

“Esta estrela se tornou uma espécie de obsessão minha”, disse Shenar, que estudou outras estrelas ricas em hélio. Ele começou a se perguntar se um forte campo magnético poderia explicar o que ele e outros sabiam sobre esse objeto.

Os campos magnéticos desempenham um papel importante em eventos e objetos em todo o universo. Eles certamente influenciam o comportamento ao longo da vida de uma estrela. Portanto, não é surpreendente considerar campos magnéticos quando confrontados com um mistério estelar. “Lembro-me de ter tido um momento eureca ao ler a literatura: 'E se a estrela for magnética?'”, disse Shenar.

Para pesquisar essa ideia e ver se esse objeto é um protomagnetar, Shenar e seus colegas solicitaram e conseguiram tempo em vários telescópios. As principais observações ocorreram em fevereiro de 2022. A equipe usou um instrumento no Telescópio Canadá-França-Havaí que pode detectar e medir campos magnéticos. Eles também se basearam em dados de arquivo obtidos com o espectrógrafo óptico de alcance estendido alimentado por fibra (FEROS) no Observatório de La Silla do ESO, no Chile. Foi assim que a equipe descobriu que a estrela tinha um campo magnético de 43 kiloGauss.

“Toda a superfície da estrela de hélio tem um campo magnético quase 100.000 vezes mais forte que o da Terra”, disse o membro da equipe Pablo Marchant, astrônomo do Instituto de Astronomia de KU Leuven, na Bélgica.

Esta observação marca a descoberta da primeira estrela magnética massiva de hélio. “É emocionante descobrir um novo tipo de objeto astronômico”, diz Shenar, “especialmente quando ele está escondido à vista de todos”.

Como se formam os magnetares?

A descoberta das estranhas origens de HD 45166 fornece outra pista tentadora para as origens dos magnetares. Esses objetos são habitantes realmente estranhos do zoológico cósmico. Magnetares são estrelas de nêutrons, as sobras quentes da morte de estrelas supermassivas. Essencialmente, as estrelas de nêutrons são os núcleos das estrelas supermassivas outrora vivas.

Eles não são mais estrelas com fusão nuclear acontecendo em seus núcleos. Em vez disso, essas bestas são esferas giratórias de nêutrons condensados ​​compactados de forma incrivelmente compacta. Toda essa massa tem uma gravidade muito forte. E algo dentro está gerando um campo magnético que é trilhões de vezes mais forte que o da Terra.

A visão de um artista de uma estrela de nêutrons altamente magnetizada, um magnetar. Acredita-se que esses objetos tenham superfícies sólidas e sofram erupções quando seus campos magnéticos são perturbados. Crédito: Carl Knox/OzGrav

Os magnetares vão um passo além e geram campos magnéticos mil vezes mais fortes (pelo menos) do que suas estrelas de nêutrons progenitoras. O processo provavelmente vem de um processo magnetohidrodinâmico na condução de “fluidos” dentro da estrela. Isso é mais ou menos semelhante ao que acontece no centro turbulento do nosso planeta. Como seus predecessores de estrelas de nêutrons, os magnetares provavelmente têm superfícies sólidas e encrostadas .

Os astrônomos continuam a sondar esses objetos em busca de pistas sobre as origens de seus campos magnéticos pesados. Já em 2009, eles cogitavam a ideia de que fusões estelares poderiam criar condições para campos tão fortes. Segundo Shenar, a origem do campo magnético em HD 45166 provavelmente remonta ao processo que criou o protomagnetar. Isso deu origem ao forte campo magnético, que ele diz “congelou” nas camadas da estrela. Esse campo será a marca registrada do futuro magnetar.

Existem pelo menos 29 magnetares conhecidos na Via Láctea, visíveis para nós através de suas emissões de raios-X e raios gama. Eventualmente, os campos magnéticos relaxam e desaparecem e as emissões param. Isso deixa para trás um núcleo morto. É provável que nossa galáxia tenha dezenas de milhões de magnetares inativos.

Fonte: Universetoday.com