Nota de Imprensa

Dados do ESO mostram que estrelas quentes “sofrem” de manchas magnéticas gigantes

1 de Junho de 2020

Com o auxílio dos telescópios do ESO, os astrónomos descobriram manchas gigantes na superfície de estrelas extremamente quentes escondidas em enxames estelares. Estas estrelas não sofrem apenas de manchas magnéticas, algumas apresentam também eventos de super-erupções, explosões de energia vários milhões de vezes mais energéticas que erupções semelhantes no Sol. Esta descoberta, publicada hoje na revista Nature Astronomy, ajuda os astrónomos a perceber melhor estas estrelas intrigantes e abre portas para a resolução de outros mistérios da astronomia estelar.

A equipa liderada por Yazan Momany do INAF Observatório Astronómico de Pádua, Itália, observou um tipo particular de estrelas conhecidas por estrelas do ramo horizontal extremo — objetos com cerca de metade da massa do Sol mas quatro ou cinco vezes mais quentes. “Estas estrelas pequenas e quentes são especiais porque sabemos que saltarão uma das fases finais da vida de uma estrela típica e morrerão prematuramente,” explica Momany, que já trabalhou como astrónomo no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. “Na nossa Galáxia, estes objetos quentes peculiares estão geralmente associados à presença de uma estrela companheira próxima.”

Surpreendentemente, no entanto, a vasta maioria destas estrelas do ramo horizontal extremo, quando observadas em grupos estelares muito compactos, chamados enxames globulares, parecem não ter companheiras. A longa monitorização destas estrelas levada a cabo por esta equipa, com o auxílio dos telescópios do ESO, revelou que existia algo mais nestes objetos misteriosos. Ao observar três enxames globulares diferentes, os cientistas descobriram que muitas das estrelas do ramo horizontal extremo mostravam variações regulares no seu brilho durante um espaço de tempo de apenas alguns dias até várias semanas.

“Após eliminarmos todos os outros cenários, restava-nos apenas uma possibilidade para explicar estas variações de brilho observadas,” explica Simone Zaggia, co-autora do estudo, também do INAF Observatório Astronómico de Pádua, Itália, e antiga bolseira do ESO, “estas estrelas devem "estar a sofrer" de manchas!”

As manchas das estrelas do ramo horizontal extremo parecem ser muito diferentes das manchas escuras do nosso próprio Sol, embora ambas sejam causadas por campos magnéticos. As manchas destas estrelas quentes extremas são mais brilhantes e quentes que a superfície estelar que as circunda, contrariamente ao nosso Sol, onde vemos as manchas como zonas escuras na superfície solar, zonas estas mais frias que o material estelar que as rodeia. As manchas das estrelas do ramo horizontal extremo são também significativamente maiores que as manchas solares, podendo cobrir até um quarto da superfície da estrela. Estas manchas são muito persistentes, podendo durar décadas, enquanto as manchas solares individuais são temporárias e duram apenas alguns dias, no máximo alguns meses. À medida que as estrelas quentes rodam, as manchas nas suas superfícies vão e vêm, causando variações visíveis no brilho.

Para além de variações no brilho devido às manchas, a equipa descobriu também algumas estrelas do ramo horizontal extremo que apresentam super-erupções — explosões repentinas de energia e outro sinal da presença de um campo magnético. “Estas erupções são semelhantes às que vemos no nosso Sol, embora sejam dez milhões de vezes mais energéticas”, diz o co-autor do estudo Henri Boffin, astrónomo a trabalhar na Sede do ESO, Alemanha. “Tal comportamento não era certamente esperado e destaca a importância dos campos magnéticos para explicar as propriedades destas estrelas.”

Após seis décadas a tentar perceber as estrelas do ramo horizontal extremo, os astrónomos têm agora uma ideia mais precisa destes objetos. Adicionalmente, esta descoberta poderá ajudar a explicar a origem dos campos magnéticos fortes em muitas anãs brancas, objetos que representam a fase final da vida das estrelas do tipo do Sol e mostram semelhanças com as estrelas do ramo horizontal extremo. “O panorama mais alargado, no entanto,” diz o membro da equipa David Jones, antigo bolseiro do ESO a trabalhar atualmente no Instituto de Astrofísica de Canarias, Espanha, ”é que as variações em brilho de todas as estrelas quentes — desde estrelas jovens do tipo solar a estrelas velhas do ramo horizontal extremo e anãs brancas há muito mortas — podem estar todas ligadas. Podemos compreender estes objetos como estando colectivamente a sofrer de manchas magnéticas nas suas superfícies.”

Para chegar a estes resultados, os astrónomos usaram vários instrumentos montados no Very Large Telescope (VLT) do ESO, incluindo o VIMOS, o FLAMES e o FORS2, assim como a OmegaCAM montada no Telescópio de Rastreio do VLT (VST) no Observatório do Paranal. A equipa utilizou também a ULTRACAM instalada no New Technology Telescope (NTT) no Observatório de La Silla do ESO, também no Chile. A descoberta foi feita quando a equipa observou as estrelas na região do ultravioleta próximo do espectro electromagnético, o que permitiu revelar as estrelas extremas mais quentes que se distinguiam de forma muito brilhante no seio das estrelas mais frias dos enxames globulares.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “A plague of magnetic spots among the hot stars of globular clusters”, publicado hoje na revista Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-1113-4).

A equipa é composta por Y. Momany (INAF Observatório Astronómico de Pádua, Itália [INAF Padua]), S. Zaggia (INAF Padua), M. Montalto (Departamento de Física e Astronomia, Universidade de Pádua, Itália [U. Padua]), D. Jones (Instituto de Astrofísica de Canarias e Departamento de Astrofísica, Universidade de La Laguna, Tenerife, Espanha), H.M.J. Boffin (Observatório Europeu do Sul, Garching, Alemanha), S. Cassisi (INAF Observatório Astronómico de Abruzzo e INFN Pisa, Itália), C. Moni Bidin (Instituto de Astronomia, Universidad Catolica del Norte, Antofagasta, Chile), M. Gullieuszik (INAF Padua), I. Saviane (Observatório Europeu do Sul, Santiago, Chile), L. Monaco (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andreas Bello, Santiago, Chile), E. Mason (INAF Observatório Astronómico de Trieste, Itália), L. Girardi (INAF Padua), V. D’Orazi (INAF Padua), G. Piotto (U. Padua), A.P. Milone (U. Padua), H. Lala (U. Padua), P.B. Stetson (Herzberg Astronomy and Astrophysics, National Research Council, Victoria, Canadá), e Y. Beletsky (Las Campanas Observatory, Carnegie Institution of Washington, La Serena, Chile).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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• Fotografias dos telescópios de rastreio do ESO, incluindo o VST
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2009, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.