Um olhar sobre o "batimento" magnético de uma estrela

Cientistas do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam descobriram o intrincado "batimento cardíaco" magnético de uma estrela distante notavelmente semelhante ao nosso Sol - mas muito mais jovem e mais ativa. Este estudo inovador, parte da campanha "Far Beyond the Sun", segue quase três anos de observações ultraprecisas e lança uma nova luz sobre a forma como estrelas como o nosso Sol geram os seus campos magnéticos - e como estes campos evoluem ao longo do tempo. 

O campo magnético variável da estrela Iota Horologii em três alturas diferentes, mostrando uma dupla inversão de polaridade (ciclo magnético). É mostrada a componente radial do campo magnético, com a cor a indicar a força e a polaridade do campo (vermelho = positivo, azul = negativo). Em média, o ciclo magnético da estrela completa-se a cada 2,1 anos. Crédito: Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam/J. Alvarado-Gómez, fundo: Digitized Sky Survey - STScI/NASA, colorido e melhorado por CDS, extraído com Aladin Lite

A estrela no centro desta investigação é Iota Horologii (apelidada de "ι Hor", na constelação Horologium, o Relógio, no céu do hemisfério sul), situada a cerca de 56 anos-luz da Terra. Com cerca de 600 milhões de anos - muito mais jovem do que o nosso Sol, que tem 4,6 mil milhões de anos - ι Hor gira mais depressa e apresenta uma atividade magnética muito mais vigorosa do que o Sol. Ao apontar o polarímetro HARPS do telescópio de 3,6 metros do ESO, no Observatório de La Silla, no Chile, para esta estrela, os investigadores do Instituto recolheram 199 noites de dados espetropolarimétricos ao longo de seis épocas de observação.

Utilizando uma técnica avançada conhecida como ZDI (Zeeman Doppler Imaging), a equipa transformou estas medições em 18 "mapas" distintos do campo magnético de grande escala de ι Hor, distribuídos por cerca de 140 rotações completas da estrela. Estes mapas mostram como as características magnéticas aparecem, desaparecem e até invertem a polaridade - fenómenos que traçam os processos de dínamo profundamente enraizados no interior turbulento da estrela.

Uma das descobertas mais notáveis é que ι Hor cumpre um ciclo magnético completo - equivalente ao ciclo de 22 anos do Sol - em pouco mais de 2 anos (cerca de 773 dias). Durante este período, os polos magnéticos norte e sul da estrela invertem-se, para depois voltarem a reverter-se, criando um "batimento cardíaco" magnético rítmico muito mais rápido do que o do nosso Sol.

Talvez ainda mais excitante seja a criação dos primeiros "diagramas de borboleta magnética" para uma estrela que não a nossa. No Sol, estes diagramas acompanham a migração latitudinal das manchas solares e do campo magnético à medida que o ciclo progride: manchas surgem a latitudes médias e deslocam-se progressivamente em direção ao equador. Ao calcular a força média do campo magnético mapeado em diferentes latitudes para cada época, os cientistas produziram diagramas análogos para ι Hor - revelando como as suas regiões magnéticas migram para o polo e para o equador ao longo de cada ciclo.

A partir destes diagramas de borboletas estelares, a equipa extraiu estimativas diretas de fluxos de grande escala na superfície de ι Hor. Descobriram que as regiões do campo radial migravam em direção às regiões polares a velocidades de 15-78 m/s (comparáveis às de um comboio de alta velocidade), enquanto a deriva do campo toroidal em direção ao equador se deslocava a 9-19 m/s (velocidade média de um automóvel), ambas substancialmente mais rápidas do que os fluxos solares correspondentes. Esta é a primeira medição de tais fluxos meridionais (em direção ao polo) e equatoriais em qualquer outra estrela para além do Sol.

"Estes resultados oferecem um ponto de referência crítico para a compreensão dos dínamos magnéticos - os motores que impulsionam a atividade estelar e solar", afirma o Dr. Julian Alvarado Gómez, investigador principal do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam. "Ao comparar o rápido ciclo magnético e a forte atividade de ι Hor com o ritmo mais lento de 22 anos do Sol, obtemos uma visão mais profunda de como factores como a rotação e a idade influenciam a evolução magnética".

Além disso, a atividade magnética governa os ventos estelares, as erupções e a radiação altamente energética - tudo isto pode moldar o ambiente dos planetas em órbita. Os conhecimentos de ι Hor, que alberga pelo menos um exoplaneta conhecido, ajudam os astrónomos a avaliar a forma como as estrelas jovens semelhantes ao Sol podem influenciar a habitabilidade dos mundos no seu sistema.

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