Primeira detecção de estrelas magnéticas massivas fora da nossa galáxia

Pela primeira vez, foram detectados campos magnéticos em três estrelas massivas e quentes nas nossas galáxias vizinhas, a Grande e a Pequena Nuvens de Magalhães. 

Embora estrelas magnéticas massivas já tenham sido detectadas na nossa própria galáxia, a descoberta do magnetismo nas Nuvens de Magalhães é especialmente importante porque estas galáxias têm uma forte população de jovens estrelas massivas. Isto proporciona uma oportunidade única para estudar estrelas em formação ativa e o limite superior da massa que uma estrela pode ter e permanecer estável.

Região de formação estelar mais massiva NGC346 na Pequena Nuvem de Magalhães. Crédito: NASA, ESA, A. James (STScI)

Notavelmente, o magnetismo é considerado um componente chave na evolução de estrelas massivas, com impacto de longo alcance no seu destino final. São as estrelas massivas com inicialmente mais de oito massas solares que deixam para trás estrelas de nêutrons e buracos negros no final de sua evolução.

Eventos espetaculares de fusão de tais sistemas remanescentes compactos foram observados por observatórios de ondas gravitacionais. Além disso, estudos teóricos propõem um mecanismo magnético para a explosão de estrelas massivas, relevante para explosões de raios gama, flashes de raios X e supernovas.

“Estudos de campos magnéticos em estrelas massivas em galáxias com populações estelares jovens fornecem informações cruciais sobre o papel dos campos magnéticos na formação de estrelas no universo primitivo com gás formador de estrelas não poluído por metais”, diz a Dra. Swetlana Hubrig, do Leibniz Instituto de Astrofísica Potsdam (AIP) e primeiro autor do estudo.

Os campos magnéticos estelares são medidos usando espectropolarimetria. Para isso, a luz estelar circularmente polarizada é registrada e as menores alterações nas linhas espectrais são investigadas. No entanto, para atingir a precisão necessária das medições de polarização, este método requer dados de alta qualidade.

"O método é extremamente ávido por fótons. Este é um desafio especial porque mesmo as estrelas massivas mais brilhantes, que têm mais de oito massas solares , são relativamente pobres em luz quando observadas nas nossas galáxias vizinhas, a Grande e a Pequena Nuvens de Magalhães," Dr. Silva Järvinen da AIP explica.

Devido a estas condições, espectropolarímetros convencionais de alta resolução e telescópios menores são inadequados para tais investigações. Para tanto, foi utilizado o espectropolarímetro de baixa resolução FORS2, que está montado em um dos quatro telescópios de 8 metros do Very Large Telescope (VLT) do European Southern Observatory (ESO).

Tentativas anteriores de detectar campos magnéticos em estrelas massivas fora da nossa galáxia não tiveram sucesso. Essas medições são complexas e dependem de vários fatores.

O campo magnético medido com polarização circular é denominado campo magnético longitudinal e corresponde exclusivamente à componente do campo que aponta na direção do observador. É semelhante à luz que sai de um farol, que é fácil de ver quando o feixe incide na direção do observador.

Como a estrutura do campo magnético em estrelas massivas é geralmente caracterizada por um dipolo global com o eixo inclinado em relação ao eixo de rotação , a intensidade do campo magnético longitudinal pode ser zero nas fases de rotação quando o observador está olhando diretamente para o equador magnético da estrela em rotação. estrela. A detectabilidade do sinal de polarização também depende do número de características espectrais utilizadas para investigar a polarização.

A observação de uma região espectral mais ampla com um maior número de características espectrais é preferível. Além disso, tempos de exposição mais longos são cruciais para registrar espectros polarimétricos com uma relação sinal-ruído suficientemente alta.

Tendo em conta estes importantes factores, a equipa realizou observações espectropolarimétricas de cinco estrelas massivas nas Nuvens de Magalhães. Em duas estrelas presumivelmente únicas com características espectrais típicas de estrelas magnéticas massivas em nossa própria galáxia e em um sistema binário massivo de interação ativa localizado no núcleo da região de formação estelar mais massiva NGC346 na Pequena Nuvem de Magalhães, eles conseguiram detectar campos magnéticos. da ordem de quiloGauss.

Na superfície do nosso Sol, campos magnéticos tão fortes só podem ser detectados em pequenas regiões altamente magnetizadas – as manchas solares. As detecções de campo magnético relatadas nas Nuvens de Magalhães apresentam a primeira indicação de que a formação estelar massiva ocorre em galáxias com populações estelares jovens de forma semelhante à da nossa Galáxia.

A pesquisa é publicada na revista Astronomy & Astrophysics .

Fonte: phys.org