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CIENTISTAS IDENTIFICAM UMA RARA "HÉLICE" MAGNÉTICA NUM SISTEMA BINÁRIO
11 de junho de 2021

 

De acordo com investigações que serão publicadas na revista The Astrophysical Journal, investigadores da Universidade de Notre Dame identificaram a primeira hélice magnética eclipsante num sistema estelar variável cataclísmico.

O sistema estelar, conhecido como J0240, é apenas o segundo do seu tipo já registado. Foi identificado em 2020 como uma variável cataclísmica invulgar - um sistema binário que consiste de uma estrela anã branca e uma estrela vermelha dadora de massa. Normalmente, a estrela anã branca compacta recolhe o gás doado e cresce em massa. No entanto, em J0240 a anã branca magnética e de rápida rotação rejeita a doação de gás e impulsiona-o para fora do sistema binário.

 
Uma ilustração de uma anã branca magnética e de rápida rotação a rejeitar gás doado numa variável cataclísmica conhecida como J0240.
Crédito: Dr. Mark Garlick
 

"É necessária uma anã em rápida rotação com um campo magnético forte para criar uma hélice," disse Peter Garnavich, professor de astrofísica e cosmologia física e chefe do Departamento de Física de Notre Dame, autor principal do estudo que apresentou evidências do sistema de hélice. "Normalmente, o gás que sai da estrela dadora vai pousar na anã branca. Isto é tão comum quanto areia numa praia. Mas numa hélice magnética, o gás é ejetado do binário num amplo padrão de espiral - como um aspersor que rega um quintal."

As anãs brancas são os remanescentes densos de estrelas de baixa massa como o nosso Sol, que os cientistas dizem que irá evoluir para uma anã branca daqui a aproximadamente cinco mil milhões de anos. No entanto, sem uma estrela companheira, o Sol nunca fará parte de um sistema variável cataclísmico.

A única outra variável cataclísmica semelhante a J0240 é AE Aquarii, um sistema estelar binário conhecido desde a década de 1950 e que se pensa ser também um sistema de hélice magnética. Por outro lado, observa-se que J0240 está perto do plano orbital binário, o que significa que o gás ejetado do sistema é visto em silhueta contra a luz estelar. Esta é a primeira evidência direta de que uma hélice magnética ejeta o gás doado pela estrela vermelha.

"O que é único neste sistema é que realmente podemos ver bolhas de gás conforme são ejetadas pela hélice," disse Garnavich. "Esse gás está a bloquear parte da luz de ambas as estrelas e podemos ver essa absorção diretamente nos nossos dados."

A equipa de Garnavich começou observações no LBT (Large Binocular Telescope) em Safford, no estado norte-americano do Arizona, onde os investigadores conseguiram registar a ocorrência de proeminências e eclipses que ilustravam a rápida rotação da anã branca, e a atração do campo magnético - que expele influxos gasosos que de outra forma seriam adicionados à estrela, criando assim uma espiral de gás que se expande para longe das duas estrelas.

"Quanto mais observávamos a estrela, mais empolgante ela parecia," disse Garnavich. A equipa recolheu observações em setembro, outubro e novembro de 2020. Os dados obtidos em setembro capturaram a primeira metade da órbita de J0240. Em outubro, a equipa capturou a segunda metade.

"As proeminências que vemos são miniexplosões que libertam gás a 1% da velocidade da luz," explicou.

As erupções desaparecem quando a companheira vermelha fica no caminho durante um eclipse. A partir do "timing" dos eclipses, a equipa foi capaz de identificar a localização das proeminências. "As erupções vêm de muito perto da companheira compacta, provavelmente da 'pancada' de gás que recebe ao aproximar-se do campo magnético que gira rapidamente," disse Garnavich.

Garnavich espera aprender muito mais com o binário J0240 a partir de observações futuras. Uma das grandes incógnitas é o período de rotação da anã branca, que a equipa não conseguiu determinar. "A energia da hélice vem da anã branca giratória, portanto, esperamos que a rotação diminua com o tempo. Quando acabar, a hélice irá parar e o sistema parecerá uma variável cataclísmica comum," disse Garnavich.

"A grande questão é exatamente como entramos neste estado," disse. "É uma fase muito curta em que temos uma anã branca magnética que gira tão depressa quanto é possível sem realmente se autodestruir. Uma rotação tão elevada, com um campo magnético forte - parece que não pode ser apenas coincidência."

 


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// Universidade de Notre Dame (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Variável cataclísmica:
STScI
Wikipedia

LBT (Large Binocular Telescope):
LBTO
Wikipedia

 
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