A verdadeira identidade de uma estrela que confundiu os astrônomos por mais de 100 anos finalmente veio à tona. E ela pode se tornar um magnetar.

HD 45166 é uma estrela Wolf-Rayet moribunda a cerca de 3.000 anos-luz de distância. Como a maioria das estrelas de sua classe, é rica em hélio e tem uma companheira.

No entanto, HD 45166 também tem alguns comportamentos peculiares não vistos em nenhuma outra estrela Wolf-Rayet, com uma perda de massa maior do que o esperado e um padrão incomum em seus ventos.

Agora, uma equipe liderada pelo astrônomo Tomer Shenar, da Universidade de Amsterdã, na Holanda, descobriu que essa besta peculiar tem um campo magnético incrivelmente poderoso, sugerindo que, quando ela finalmente estourar, ela se transformará em algo conhecido como magnetar.

A detecção torna HD 45166 a primeira estrela magnética Wolf-Rayet conhecida, resolvendo os problemas anteriormente associados ao sistema binário e preenche algumas das lacunas em nosso conhecimento sobre como estrelas massivas se transformam nos objetos mais magnéticos do Universo.

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Ilustração artística do campo magnético encontrado em HD 45166. ( ESO/L. Calçada )

As estrelas Wolf-Rayet são raras, mas podem ser algumas das estrelas mais espetaculares da Via Láctea, quando chegam ao fim do combustível atômico que alimenta a fusão em seus núcleos. Elas são muito quentes, muito brilhantes e com muito baixo teor de hidrogênio, mas ricas em carbono e nitrogênio.

Elas também perdem massa a uma taxa furiosa por meio de ventos estelares, destinadas a se transformar em supernovas em um período relativamente curto de tempo cósmico. Enviando seu material externo para o espaço, seu núcleo colapsa rapidamente em uma estrela de nêutrons: um objeto ultradenso de apenas 20 quilômetros de diâmetro contendo até 2,4 vezes a massa do Sol.

Os magnetares são um tipo de estrela de nêutrons, mas com campos magnéticos absolutamente incompreensíveis, cerca de 1.000 vezes mais poderosos que os de uma estrela de nêutrons normal e um quatrilhão de vezes mais poderosos que os da Terra.

Como eles ficam assim é desconhecido; modelos sugerem que uma maneira poderia ser que a estrela já tivesse o campo magnético antes da supernova e do colapso do núcleo. O problema com isso é que nenhuma detecção foi feita de uma estrela no final de sua vida com um campo magnético poderoso o suficiente.

Isso nos traz de volta a HD 45166. Medições anteriores do sistema binário descobriram que a estrela Wolf-Rayet era rica em hélio, cerca de 4 vezes a massa do Sol e em uma órbita estreita de 1,6 dias com uma estrela do tipo B. Essas propriedades, no entanto, estão em desacordo com o que sabemos sobre a evolução dos sistemas binários e como os ventos estelares são lançados.

“Essa estrela se tornou uma espécie de obsessão minha”, diz Shenar. “Lembro-me de ter tido um momento Eureka enquanto lia a literatura: ‘E se a estrela for magnética?'”

Então, Shenar e seus colegas fizeram um novo conjunto de observações da estrela, procurando evidências de um campo magnético. Eles o encontraram, junto com um novo conjunto de medições que recaracterizou quase completamente o sistema binário.

Em primeiro lugar, HD 45166 tem uma força de campo magnético de 43.000 gauss – esse é o campo magnético mais poderoso já registrado em uma estrela massiva.

Em segundo lugar, a estrela é bem menos massiva do que pensávamos – apenas cerca de 2 vezes a massa do Sol.

Finalmente, o período orbital da estrela binária é muito maior, 8.200 dias, mais ou menos. A periodicidade de 1,6 dias detectada anteriormente é resultado de oscilações internas na estrela companheira do tipo B.

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Ilustração do que se prevê que a estrela se pareça quando se tornar um magnetar. (NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani)

Como a estrela Wolf-Rayet chegou à sua situação atual é desconhecido; a equipe acredita que poderia ter se formado a partir da fusão de duas estrelas menores. Esse parece ser um cenário bastante específico e possivelmente raro, então provavelmente existem outros caminhos de evolução de magnetares por aí.

Quanto a para onde está indo, em apenas alguns milhões de anos, espera-se que HD 45166 se torne uma supernova. O núcleo em colapso se contrairá e concentrará o campo magnético, resultando em um magnetar com uma força de campo de cerca de 100 trilhões de gauss.

Podemos não estar por perto para vê-lo, mas a descoberta nos dá uma nova ferramenta para entender a formação dos magnetares e uma linha de base para procurar por sistemas semelhantes no Universo.

“É emocionante descobrir um novo tipo de objeto astronômico”, diz Shenar, “especialmente quando ele está escondido à vista de todos.”

A pesquisa foi publicada na Science.

Por Michelle Starr
Publicado no ScienceAlert