Astrônomos identificaram um objeto celeste bem conhecido que poderia representar uma variedade nova de estrela, potencialmente servindo como um “elo perdido” em modelos que descrevem a formação de remanescentes de estrelas dotadas de campos magnéticos excepcionalmente poderosos, comumente conhecidos como magnetars.
O grupo de pesquisadores determinou que HD 45166, uma estrela localizada em um sistema binário que tem sido objeto de estudo por mais de um século, e está situada a cerca de 3.000 anos-luz de nosso planeta, pertence à categoria de estrelas de hélio altamente magnéticas. Esse tipo particular de entidade estelar não havia sido previsto em previsões anteriores.
Tomer Shenar, autor principal do estudo e astrônomo afiliado à Universidade de Amsterdã, elucidou que esse sistema binário possui atributos distintos e notáveis. Notavelmente, uma das estrelas dentro do sistema foi identificada como uma estrela de hélio maciça cujas camadas externas ricas em hidrogênio foram arrancadas através de um mecanismo que permanece não identificado. Estrelas que evoluíram significativamente, como esse objeto, frequentemente expõem suas camadas internas de hélio e são denominadas estrelas do tipo Wolf-Rayet.
Shenar enfatizou que, apesar da ampla antecipação da existência de tais estrelas de hélio maciças em nossa galáxia Via Láctea, sua presença dentro dessa faixa específica de massa não havia sido confirmada até agora.
Além de servir como um protótipo dentro dessa categoria, HD 45166 provocou uma dicotomia intrigante entre a observação e a compreensão teórica das estrelas de hélio maciças. Shenar explicou que sua investigação descobriu um campo magnético extremamente potente, medindo 43.000 gauss, na estrela de hélio maciça, uma força de campo sem precedentes para uma estrela desse tipo. Em contraste, o campo magnético do sol tem uma média de cerca de 1 gauss.
Essa descoberta de uma estrela de hélio maciça altamente magnética como a HD 45166 poderia potencialmente lançar luz sobre o nascimento de algumas das entidades mais extraordinárias do universo.
O processo pelo qual os magnetars são formados envolve a transformação de estrelas maciças em estrelas de nêutrons, que ocorrem à medida que essas estrelas esgotam o combustível necessário para seus processos internos de fusão nuclear, levando à interrupção da energia que contraria a atração gravitacional. Consequentemente, o núcleo dessas estrelas moribundas implode rapidamente, expelindo as camadas externas em erupções de supernovas massivas.
Isso resulta em um núcleo estelar compacto com uma massa comparável à do sol, mas comprimido em um diâmetro de 12 a 20 milhas. Esse tamanho diminuto acelera a rotação do núcleo, análogo à aceleração de um patinador no gelo ao recolher os braços. Como consequência, estrelas de nêutrons podem girar a velocidades de até 700 vezes por segundo. Uma fração das estrelas de nêutrons, cerca de 10%, são magnetars, exibindo campos magnéticos intensos, de até 100 trilhões de gauss.
O mecanismo preciso que subjaz à magnetização dos magnetars permanece obscuro. Uma conjectura postula que os magnetars herdam seus campos magnéticos do núcleo em colapso de suas estrelas progenitoras, implicando uma natureza magnética preexistente. No entanto, a observação de estrelas maciças de hélio magnéticas em estágios avançados de sua evolução havia escapado até então aos pesquisadores.
A HD 45166, como revelada pela equipe de pesquisa, apresenta uma possível trajetória para a formação de magnetars. A estrela é prevista para colapsar sob sua própria gravidade, causando uma amplificação significativa de seu campo magnético ao comprimir suas linhas de campo magnético. Isso transformará a estrela de hélio maciça em um núcleo compacto com um campo magnético de cerca de 100 trilhões de gauss, classificando-o como o magnetar mais potente conhecido.
Os pesquisadores propõem que a formação da HD 45166 poderia envolver a fusão de duas estrelas de hélio de menor massa durante uma fase única de evolução. Evidências que corroboram essa noção surgem da massa observada da estrela, cerca de duas vezes a massa do sol, menor do que estimativas anteriores, e da revelação de que os constituintes do sistema binário orbitam a uma distância mais substancial do que se pensava anteriormente.
As características distintivas da HD 45166 vieram à luz por meio de observações realizadas em fevereiro de 2022, utilizando o Dispositivo EspectroPolarimétrico Echelle para a Observação de Estrelas (ESPADONS), um instrumento integrado ao Telescópio Canadá-França-Havaí no Havaí, projetado para detectar e quantificar campos magnéticos.
Os pesquisadores pretendem continuar monitorando a HD 45166 usando ESPADONS e outras ferramentas para obter insights sobre a morfologia da estrela e a orientação de seu campo magnético. Ao mesmo tempo, eles utilizarão instrumentos como o interferômetro GRAVITY no Very Large Telescope (VLT) para determinar as massas individuais das estrelas, resolvendo suas posições dentro do sistema binário.
Shenar enfatizou que essa nova classe de estrelas ilumina as interações e ciclos de vida de sistemas estelares binários, fornecendo insights cruciais na formação de magnetars. A exploração adicional busca identificar assinaturas magnéticas na HD 45166 que possam abrir caminho para buscas mais amplas nos campos magnéticos de estrelas do tipo Wolf-Rayet. Essa investigação sistemática poderia levar à detecção de sistemas adicionais desse tipo e aprimorar nossa compreensão da gênese dos magnetars.
As descobertas dessa pesquisa foram detalhadas em um artigo publicado na revista Science neste mês. [Space]