Os astrónomos descobriram um raro pulsar de anã branca, aprofundando a nossa compreensão da evolução estelar e dos campos magnéticos das anãs brancas. A descoberta apoia o modelo do dínamo e sugere que existem mais pulsares deste tipo no Universo. Em dois estudos independentes, a Universidade de Warwick e o Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP) descobriram um sistema estelar raro que fornece novos insights sobre previsões de modelos dinâmicos de evolução estelar.
Este novo pulsar anã branca é um sistema binário extremamente próximo composto por uma estrela anã branca e uma estrela anã vermelha. Juntos, eles podem caber no interior do sol. É o segundo pulsar conhecido desse tipo.
As anãs brancas são remanescentes estelares extremamente densos, tão massivos quanto o Sol, mas tão pequenos quanto a Terra. Eles são formados quando estrelas de baixa massa queimam todo o seu combustível, perdem suas camadas externas e se contraem violentamente por dentro. Também conhecidos como “fósseis estelares”, eles podem fornecer informações sobre vários aspectos da evolução estelar.
Os pulsares, por outro lado, são conhecidos desde a década de 1960 e mais de 3.000 foram descobertos. São estrelas de nêutrons fortemente magnéticas e de rotação rápida, nas quais partículas carregadas são arrancadas da superfície por campos elétricos ultrafortes e depois aceleradas quase à velocidade da luz. Portanto, eles emitem radiação, ou luz, que vai desde rádio até raios X e até raios gama. Devido à rápida rotação da estrela, pulsos curtos de radiação atingem a Terra, por isso são chamados de pulsares.
Para surpresa da comunidade científica, em 2016, o fenômeno pulsar foi observado pela primeira vez em uma estrela anã branca. Surpreendentemente, não há rotação extremamente rápida nem os fortes campos elétricos de um pulsar verdadeiro na estrela, chamado ARScorpii.
A anã branca foi descoberta num sistema estelar binário muito próximo, e a sua vizinha – uma anã vermelha semelhante ao Sol – alimenta-a injectando partículas no seu campo magnético. Isso acende o fenômeno do pulsar do lado de fora e direciona um estroboscópio para o companheiro vermelho, fazendo com que todo o sistema fique mais claro ou mais escuro em intervalos. As duas estrelas – uma anã branca e uma anã vermelha – estão tão próximas uma da outra que poderiam caber no nosso sol.
Explorando campos magnéticos e 'modelos de dínamo'"
O factor decisivo é a presença de um forte campo magnético, mas os astrofísicos não sabem porquê. Uma teoria chave para explicar o forte campo magnético é o “modelo do dínamo”, que sugere que existe um dínamo no núcleo da estrela anã branca, tal como a Terra, mas muito mais forte que a Terra. Mas para testar esta teoria, os investigadores devem procurar outros pulsares anãs brancas para ver se a sua previsão está correta.
Em dois novos estudos publicados simultaneamente na Nature Astronomy e na Astronomy & Astrophysics, uma equipa de investigação internacional envolvendo o Instituto Nacional de Astronomia (AIP) descreveu o recém-descoberto pulsar anã branca J1912-4410 (eRASSUJ191213.9-441044). Está a 773 anos-luz de distância da Terra e gira uma vez a cada 5 minutos, 300 vezes mais rápido que a nossa Terra. Os pulsares das anãs brancas são semelhantes em tamanho à Terra, mas pelo menos tão massivos quanto o Sol. Isso significa que uma colher de chá de anã branca pesa cerca de 15 toneladas. A vida de uma anã branca começa em temperaturas extremamente altas e depois esfria ao longo de bilhões de anos. A baixa temperatura do J1912-4410 indica que ele é muito antigo.
Este estudo confirma que existem mais pulsares anãs brancas, como previram modelos anteriores. A descoberta do J1912-4410 também confirma outras previsões de modelos dinâmicos. As anãs brancas em sistemas pulsares deveriam ser muito frias devido à sua idade. Suas companheiras devem estar próximas o suficiente para que a gravidade anterior da anã branca seja suficiente para extrair massa da companheira, fazendo-as girar rapidamente. Para o pulsar recém-descoberto, todas estas suposições são verdadeiras: a anã branca tem uma temperatura abaixo de 13.000 Kelvin, uma alta taxa de rotação de cerca de 5 minutos, e a gravidade da anã branca tem uma forte influência na estrela companheira.
Pesquisa colaborativa e impacto futuro
Uma equipa de investigação utilizou dados do Gaia e do WISE para procurar objetos candidatos, concentrando-se naqueles com propriedades semelhantes às do AR Scorpii. Depois de observar dezenas de objetos candidatos, descobriram um objeto com variações de luz muito semelhantes. Observações de acompanhamento com outros telescópios descobriram que o sistema enviava sinais de rádio e raios X para a Terra a cada cinco minutos. Outra equipe de pesquisa descobriu um par próximo de anã branca/anã vermelha usando dados do telescópio de raios eROSITAX no satélite Spectrum-X-Gamma. Os dois grupos uniram forças para investigar mais a fundo suas novas descobertas.
“Estamos muito satisfeitos por ter descoberto este objeto no estudo de raios X conduzido pela SRG/eROSITA”, disse o Dr. Axel Schwope, líder do Grupo de Astronomia de Raios X da AIP e primeiro autor do estudo publicado na Astronomy & Astrophysics. "As observações seguintes utilizando o satélite XMM-Newton da ESA revelaram pulsos na região de raios X de alta energia, a última evidência que falta para identificar o objeto como um pulsar de anã branca. Isto confirma a natureza incomum deste novo objeto e identifica os pulsares de anãs brancas como uma nova classe, embora que atualmente tenha apenas dois membros."
Ingrid Pelisoli, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, primeira autora do estudo na Nature Astronomy, acrescentou: "A origem dos campos magnéticos é uma importante questão em aberto em muitas áreas da astronomia, mas isto é particularmente verdadeiro para as anãs brancas. O campo magnético das anãs brancas pode ser mais de um milhão de vezes mais forte do que o do Sol, e os modelos dinâmicos ajudam a explicar porquê. A descoberta de J1912-4410 é um passo fundamental para a investigação neste campo."
Fonte compilada: ScitechDaily