Pela primeira vez, estrela observada mostra duas metades completamente diferentes
“A superfície da anã branca muda completamente de um lado para o outro”, disse Ilaria Caiazzo, pós-doutoranda da Caltech que liderou o novo estudo. “Quando mostro as observações para as pessoas, elas ficam impressionadas.”
As anãs brancas são restos fumegantes de estrelas que já foram como o nosso Sol. À medida que as estrelas envelhecem, elas incham e se tornam gigantes vermelhas; eventualmente, seu material externo fofo é ejetado e seus núcleos encolhem em anãs brancas densas e ardentes. Nosso Sol se tornará uma anã branca em cerca de 5 bilhões de anos.
Apropriadamente, a estranha anã branca recém-detectada foi apelidada de Janus em homenagem ao deus romano das transições de duas faces. A descoberta inicial de Janus foi feita usando o Zwicky Transient Facility (ZTF), um instrumento que varre os céus todas as noites do Observatório Palomar da Caltech, perto de San Diego.
A cientista Caiazzo e sua equipe estavam procurando por anãs brancas altamente magnetizadas, e era um objeto candidato que atraiu a atenção devido às suas rápidas mudanças de brilho que levaram a uma investigação mais aprofundada. Para isso, foram utilizados o instrumento CHIMERA em Palomar e o instrumento HiPERCAM no Gran Telescopio Canarias, na Espanha.
Assista acima à um vídeo sobre a estranha estrela, acionando legendas em português.
Fonte: caltech
Os dados obtidos dessas observações confirmaram que Janus faz uma rotação completa em seu eixo a cada 15 minutos. Observações subseqüentes feitas com o Observatório WM Keck no topo de Maunakea, no Havaí, revelaram a dramática natureza bilateral da anã branca.
A equipe usou um instrumento chamado espectrômetro para espalhar a luz da anã branca em um arco-íris de comprimentos de onda que contêm assinaturas químicas. Os dados revelaram a presença de hidrogênio quando um lado do objeto estava à vista – nenhum sinal de hélio – e apenas hélio quando o outro lado estava aparecendo.
O que faria uma anã branca flutuando sozinha no espaço ter rostos tão drasticamente diferentes? Os pesquisadores reconhecem que estão confusos, mas apresentaram algumas teorias possíveis. Uma ideia é que podemos estar testemunhando Janus passando por uma rara fase de evolução de anã branca.
“Não todas, mas algumas anãs brancas passam de dominadas por hidrogênio a hélio em sua superfície”, explicou Caiazzo. “Podemos ter pegado uma daquelas anãs brancas em flagrante.” Depois que as anãs brancas se formam, seus elementos mais pesados afundam em seus núcleos e seus elementos mais leves – o hidrogênio é o mais leve de todos – flutuam para o topo. Mas com o tempo, à medida que as anãs brancas esfriam, acredita-se que os materiais se misturem.
Em alguns casos, o hidrogênio se mistura no interior e é diluído de tal forma que o hélio se torna mais prevalente. Janus pode encarnar essa fase de transição, mas uma questão premente é: por que a transição ocorre de forma tão desarticulada, com um lado evoluindo antes do outro?
A resposta a esta última pergunta pode muito bem estar nos campos magnéticos. “Campos magnéticos em torno de corpos cósmicos tendem a ser assimétricos ou mais fortes de um lado”, argumentou Caiazzo. “Campos magnéticos podem impedir a mistura de materiais. Portanto, se o campo magnético for mais forte de um lado, esse lado terá menos mistura e, portanto, mais hidrogênio.”
Outra teoria proposta pela equipe para explicar as duas faces também depende de campos magnéticos. Mas, neste cenário, acredita-se que os campos alterem a pressão e a densidade dos gases atmosféricos. “Campos magnéticos podem levar a pressões de gás mais baixas na atmosfera, e isso pode permitir a formação de um ‘oceano’ de hidrogênio onde os campos magnéticos são mais fortes”, disse o coautor James Fuller, professor de astrofísica teórica no Caltech.
“Não sabemos qual dessas teorias é a correta, mas não conseguimos pensar em nenhuma outra maneira de explicar os lados assimétricos sem campos magnéticos.” Para ajudar a resolver o mistério, a equipe espera encontrar mais anãs brancas semelhantes a Janus com a pesquisa do céu da ZTF.
“ZTF é muito bom em encontrar objetos estranhos. Estudos futuros, como os que serão realizados pelo Observatório Vera C. Rubin, no Chile, devem facilitar ainda mais a busca por anãs brancas variáveis”, concluiu Caiazzo.
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