RESOLVIDO O MISTÉRIO DA FORMAÇÃO DE ESTRELAS MAGNÉTICAS?
16 de Maio de 2014
As estrelas magnéticas (ou magnetares) são os estranhos restos extremamente densos que resultam de explosões de supernovas. São os objectos com o campo magnético mais poderoso que se conhecem no Universo - milhões de vezes mais potentes que os mais fortes imãs na Terra. Uma equipa de astrónomos, usando o VLT (Very Large Telescope) do ESO, descobriu pela primeira vez a estrela companheira de uma estrela magnética. Esta descoberta ajuda a explicar como é que estes objectos se formam - um debate que já dura 35 anos - e porque é que esta estrela tão particular não colapsou para formar um buraco negro, como seria de esperar.
Quando uma estrela de massa muito elevada colapsa sob o efeito da sua própria gravidade durante a explosão de uma supernova, dá origem a uma estrela de neutrões ou a um buraco negro. As estrelas magnéticas são uma forma peculiar e muito exótica de estrela de neutrões. Tal como todos estes objectos estranhos, as estrelas magnéticas são muito pequenas e possuem campos magnéticos extremamente potentes. As superfícies destes objectos emitem enormes quantidades de raios gama quando sofrem um ajustamento súbito chamado "tremor de estrela", resultado das enormes forças a que as suas crostas estão sujeitas.
O enxame estelar Westerlund 1, situado a 16.000 anos-luz de distância na constelação austral do Altar, acolhe uma das duas dúzias de estrelas magnéticas conhecidas na Via Láctea. É a chamada CXOU J16470.2-455216, que muito tem intrigado os astrónomos.
"O nosso trabalho anterior mostrou que o magnetar no enxame Westerlund 1 deve ter nascido de uma explosão de uma estrela moribunda com cerca de 40 vezes a massa do Sol, o que em si mesmo constitui um problema, já que se pensa que estrelas com estes valores de massa colapsem para dar origem a buracos negros e não a estrelas de neutrões. Na altura não percebemos como é que este objecto poderia ter originado uma estrela magnética," diz Simon Clark, autor principal do artigo que descreve estes resultados.
Os astrónomos propuseram uma solução para este mistério, sugerindo que o magnetar se teria formado a partir das interações entre duas estrelas de elevada massa que orbitariam em torno uma da outra num sistema binário tão compacto que caberia no interior da órbita da Terra em torno do Sol. No entanto, até agora não tinha sido detectada nenhuma estrela companheira na posição da estrela magnética de Westerlund 1. Por isso, os astrónomos utilizaram o VLT para a procurarem noutras regiões deste enxame. Fizeram uma busca de estrelas fugidias - objectos que escapam do enxame com velocidades muito elevadas - que poderiam ter sido ejectadas para fora da sua órbita pela explosão de supernova que deu origem à estrela magnética. Uma estrela, chamada Westerlund 1-5, parece corresponder aos critérios de busca dos astrónomos.
"Esta estrela não só possui um movimento consistente com o facto de ter recebido um "pontapé" da supernova mas é também demasiado brilhante para ter nascido como estrela isolada. Mais ainda, possui uma composição rica em carbono altamente invulgar, impossível de obter numa estrela única - uma pista importante que nos mostra que se deve ter formado originalmente com uma companheira num binário de estrelas," acrescenta Ben Ritchie (Open University), um dos autores do novo artigo científico.
Esta descoberta permitiu aos astrónomos reconstruir a história da vida estelar que deu origem à formação do magnetar, em vez do esperado buraco negro. Na primeira fase deste processo, a estrela de maior massa do par começa a ficar sem combustível, transferindo as suas camadas mais exteriores para a companheira de menor massa - que está destinada a tornar-se uma estrela magnética - e fazendo com que esta rode cada vez mais depressa. Esta rotação rápida parece ser o ingrediente essencial na formação do campo magnético muito intenso do magnetar.
Numa segunda fase, e como resultado desta transferência de matéria, a companheira fica com tanta massa que, por sua vez, descarta uma enorme quantidade desta matéria recém-adquirida. A maior parte dessa massa perde-se no espaço mas uma pequena quantidade volta à estrela original que vemos ainda hoje a brilhar, a estrela Westerlund 1-5.
"É este processo de troca de material que conferiu a Westerlund 1-5 uma assinatura química tão invulgar e permitiu que a massa da sua companheira diminuísse para níveis suficientemente baixos, dando assim origem a uma estrela magnética em vez de um buraco negro - um jogo da "batata quente" estelar com consequências cósmicas!" conclui o membro da equipa Francisco Najarro (Centro de Astrobiologia, Espanha).
Assim, o facto de uma estrela pertencer a um binário parece ser um ingrediente essencial na confecção de uma estrela magnética. A rotação rápida criada pela transferência de matéria entre as duas estrelas é necessária para dar origem ao campo magnético extremamente intenso e uma segunda fase de transferência de material faz com que a estrela destinada a tornar-se um magnetar "emagreça" o suficiente para não colapsar sob a forma de buraco negro no momento da sua morte.
Esta impressão artística mostra a estrela magnética no enxame estelar jovem Westerlund 1. Este enxame contém centenas de estrelas de massa muito elevada, algumas das quais resplandecendo com o brilho equivalente a quase um milhão de sóis.
Crédito: ESO/L. Calçada
(clique na imagem para ver versão maior)
Esta imagem do enxame estelar jovem Westerlund 1 foi obtida com o instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla do ESO, no Chile. Apesar da maioria das estrelas do enxame serem supergigantes quentes azuis, na imagem aparecem avermelhadas uma vez que as estamos a observar através de poeira e gás interestelar.
Crédito: ESO
(clique na imagem para ver versão maior)
