Desde o nascimento até à morte, as estrelas geralmente abrandam entre 100 e 1000 vezes a sua velocidade de rotação inicial. O momento angular total do Sol tem diminuído à medida que o material é gradualmente expelido da superfície sob a forma do vento solar. Ao observar este fenómeno, os astrónomos teorizaram que a interação entre os campos magnéticos e o fluxo de plasma é a forma mais eficiente de fazer as estrelas perderem velocidade.

O porquê e como isto acontece há muito que interessa aos astrónomos e, recentemente, uma técnica de observação chamada asterossismologia, que mede as frequências de oscilação naturais de uma estrela, tornou possível medir as velocidades de rotação internas e os campos magnéticos de outras estrelas na nossa Galáxia. A partir desta enorme população, surgiu uma imagem de como a rotação estelar diminui com a idade estelar, sugerindo que a teoria atual é insuficiente para explicar a diminuição dramática da rotação.

Fascinada pela asterossismologia e pelas simulações 3D da zona convectiva solar realizadas por outros investigadores, uma equipa de investigadores da Universidade de Quioto sentiu-se inspirada a investigar como os campos magnéticos afetam a rotação no interior de estrelas massivas.

"Os nossos coautores na Austrália e no Reino Unido já realizaram simulações magnetohidrodinâmicas 3D para estrelas massivas antes do colapso do núcleo. Suspeitávamos que o fluxo no interior da zona convectiva da estrela massiva pudesse evoluir de forma análoga à zona convectiva solar", afirma o líder da equipa, Ryota Shimada.

Através de uma simulação 3D de uma estrela massiva, os investigadores conseguiram investigar diretamente a complexa interação entre a convecção violenta, a rotação e os campos magnéticos. Confirmaram que a rotação interna e o campo magnético coevoluem de forma semelhante ao dínamo solar: o processo energético que sustenta o campo magnético do nosso Sol. Com estas equações em mãos, a equipa conseguiu prever matematicamente a evolução da rotação interna da estrela ao longo do tempo.

A sua simulação revela que a velocidade e a direção dos movimentos convectivos foram influenciadas pela rotação e pelos campos magnéticos em escalas de tempo curtas, o que, por sua vez, altera a rotação, fazendo com que ela diminua ou - em alguns casos - aumente. A equipa conseguiu formular a interação entre convecção, rotação e campos magnéticos como um modelo para o transporte radial do momento angular para fora e para dentro, mostrando que este transporte em fases de combustão posteriores está diretamente relacionado com a geometria do campo magnético.

"Ficámos surpreendidos ao descobrir que algumas configurações dos campos magnéticos acabam por acelerar a rotação do núcleo, sugerindo que a velocidade de rotação final será específica das propriedades da estrela", afirma a coautora Lucy McNeill. "A rotação lenta pode até ser impossível em algumas classes de estrelas massivas".

A sua descoberta do transporte de momento angular magnético durante fases avançadas de combustão sugere que a teoria desenvolvida para descrever a rotação em estrelas do tipo solar pode ser universal. A seguir, a equipa planeia criar simulações de evolução estelar que retratem toda a vida de várias estrelas de baixa a alta massa, para prever as suas velocidades de rotação durante várias fases evolutivas.

// Universidade de Quioto (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

Quer saber mais?

Evolução estelar:
Wikipedia

Asterossismologia:
Wikipedia 
asteroseismology.org