Utilizando o Very Large Telescope do ESO, astrónomos europeus demonstraram, pela primeira vez, que uma estrela magnética - um tipo invulgar de estrela de neutrões - se formou a partir de uma estrela com pelo menos 40 vezes a massa do Sol. O resultado desafia grandemente as actuais teorias de evolução estelar uma vez que, segundo estas teorias, uma estrela com massa desta magnitude deveria transformar-se num buraco negro, e não numa estrela magnética. Levanta-se assim uma questão fundamental: que quantidade de massa deve possuir uma estrela para dar origem a um buraco negro?
Para chegarem a estas conclusões, os astrónomos observaram em grande detalhe o enxame estelar Westerlund 1, situado a 16.000 anos-luz de distância na constelação austral do Altar. A partir de estudos anteriores, os astrónomos sabiam já que Westerlund 1 é o super enxame estelar mais próximo conhecido, contendo centenas de estrelas de grande massa, algumas que brilham com a luminosidade de quase um milhão de sóis e outras com duas mil vezes o diâmetro do Sol (tão grandes como a órbita de Saturno).
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Impressão de artista do magnetar no extraordinário enxame estelar Westerlund 1.
Crédito: ESO/L. Calçada
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"Se o Sol estivesse situado no centro deste enxame, o nosso céu nocturno estaria repleto de centenas de estrelas tão brilhantes como a Lua Cheia," diz Ben Richie, autor principal do artigo científico que apresenta estes resultados.
Westerlund 1 é um fantástico zoo estelar que apresenta uma população de estrelas diversa e exótica. As estrelas no enxame partilham uma coisa em comum: todas têm a mesma idade, estimada entre os 3,5 e os 5 milhões de anos, já que o enxame se formou a partir de um único evento de formação estelar.
Uma estrela magnética é um tipo de estrela de neutrões que possui um campo magnético extremamente forte - mil biliões de vezes mais forte que o da Terra - a qual se forma quando certos tipos de estrelas sofrem explosões de supernova. O enxame Westerlund 1 alberga uma das poucas estrelas magnéticas conhecidas na Via Láctea. Uma vez que pertence a este enxame, os astrónomos puderam deduzir que esta estrela magnética deve ter-se formado a partir de uma estrela com pelo menos 40 vezes a massa do Sol.
Uma vez que todas as estrelas no Westerlund 1 têm a mesma idade, a estrela que explodiu e deixou como resto uma estrela magnética deve ter tido uma vida mais curta do que as restantes estrelas do enxame. "Como o tempo de vida de uma estrela está directamente relacionado com a sua massa - quanto mais massa tem uma estrela, mais curta é a sua vida - se medirmos a massa de qualquer das estrelas sobreviventes, saberemos de certeza que a estrela de vida mais curta que deu origem à estrela magnética deve ter tido ainda mais massa do que a massa medida", diz o co-autor e líder da equipa Simon Clark. "Isto é extremamente importante, já que não existe nenhuma teoria aceite de como se formam estes objectos extremamente magnéticos."
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Imagem de campo-largo do enxame Westerlund 1.
Crédito: ESO
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Os astrónomos estudaram por isso as estrelas que pertencem ao sistema duplo em eclipse W13 no Westerlund 1, utilizando o facto de que, num tal sistema, as massas podem ser determinadas directamente a partir do movimento das estrelas.
Comparando com estas estrelas, descobriram que a estrela que deu origem à estrela magnética deve ter tido pelo menos 40 vezes a massa do Sol. O que prova pela primeira vez que as estrelas magnéticas podem formar-se a partir de estrelas de tão grande massa, estrelas essas que esperaríamos que formassem buracos negros. O que assumíamos anteriormente era que estrelas com massas iniciais entre 10 e 25 massas solares formariam estrelas de neutrões e aquelas com massas iniciais superiores a 25 massas solares dariam origem a buracos negros.
"Estas estrelas têm que se ver livres de mais de nove décimos das suas massas antes de explodirem como supernovas, porque senão darão antes origem a um buraco negro," diz o co-autor Ignacio Negueruela. "Perdas de massa tão elevadas antes da explosão apresentam um grande desafio às actuais teorias de evolução estelar."
"O que levanta a questão de saber quanta massa deve ter uma estrela para que ao colapsar forme um buraco negro, uma vez que estrelas com mais de 40 massas solares não o conseguem," conclui o co-autor Norbert Langer.
O mecanismo de formação preferido dos astrónomos postula que a estrela que se transforma em estrela magnética - a progenitora - tenha nascido com uma companheira estelar. À medida que ambas as estrelas evoluem começam a interagir, utilizando a energia derivada dos seus movimentos orbitais na ejecção, por parte da estrela progenitora, das enormes quantidades de massa necessárias. Embora não se observe actualmente nenhuma estrela companheira, isto pode dever-se ao facto da supernova que formou a estrela magnética ter originado a separação do binário, ejectando do enxame ambas as estrelas a alta velocidade.
"Se este é o caso, então os sistemas binários poderão ter um papel importante na evolução estelar ao originar perda de massa - o derradeiro 'plano de dieta' cósmico para estrelas de grande massa, o qual faz deslocar mais de 95% da sua massa inicial," conclui Clark.
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Notícias relacionadas:
ESO (comunicado de imprensa)
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SPACE.com
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Science Now
AFP
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Westerlund 1:
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Buracos negros:
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