Astrofísicos do IA lideram descoberta de cinco estrelas raras

Segundo Margarida Cunha, investigadora do IA na U.Porto e primeira autora do artigo, “as estrelas roAp são raríssimas, representando menos de 1% de todas as estrelas de temperatura semelhante”. (Foto: DR)

Uma equipa internacional, liderada pela investigadora Margarida Cunha, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), recorreu a técnicas asterossísmicas para procurar por oscilações num subgrupo de cinco mil estrelas, de entre as 32 mil observadas em cadência curta nos primeiros 2 setores (aproximadamente, os 2 primeiros meses de operações científicas) do satélite TESS (NASA), e descobriu cinco raras estrelas roAp. Estes resultados foram aceites para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nestes dados, a equipa encontrou o mais rápido oscilador roAp, que completa uma pulsação a cada 4,7 minutos. Duas destas cinco estrelas são particularmente desafiadoras à luz do conhecimento atual da área, uma porque é menos quente do que a teoria prevê para estrelas roAp e a outra porque oscila com uma frequência inesperadamente alta.

Desafiada a explicar a importância de estudar estas estrelas, Margarida Cunha, primeira autora do artigo (IA e Universidade do Porto), explica que “as estrelas roAp são raríssimas, representando menos de 1% de todas as estrelas de temperatura semelhante. A importância da sua descoberta reside no facto de elas serem autênticos laboratórios estelares.  Permite-nos testar teorias relativas a fenómenos físicos fundamentais no contexto da evolução das estrelas, tais como a difusão de elementos químicos e a sua interação com campos magnéticos intensos”

Imagem artística do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), da NASA. (Imagem: Goddard Space Flight Center/NASA)

Ao fazer uma análise detalhada de 80 estrelas previamente conhecidas por serem quimicamente peculiares, a equipa descobriu ainda 27 novas variáveis rotacionais Ap. Nestes casos, o brilho varia à medida que cada estrela roda, devido à pela passagem de manchas químicas pela linha de visão do observador.

Para Daniel Holdsworth, do Instituto Jeremiah Horrocks da Universidade de Central Lancashire), estas observações do TESS “permitem-nos estudar este tipo raro de estrelas de uma forma homogénea. Podemos finalmente comparar cada estrela com as restantes, sem precisar de tratar os dados de uma forma especial. Com a continuação da missão TESS, que irá fazer uma cobertura quase total do céu, teremos a capacidade de descobrir muitas mais estrelas peculiares. A comparação entre elas vai permitir-nos testar e refinar os mais recentes modelos teóricos, que tentam explicar a origem das oscilações.

A equipa também obteve dados fotométricos de alta precisão para sete estrelas roAp, conhecidas previamente a partir de observações terrestres. Para quatro destas estrelas, foi ainda possível restringir o ângulo de inclinação e a obliquidade magnética.

Variações de brilho da estrela roAp TIC 237336864, observada pelo satélite TESS. O brilho da estrela varia com duas escalas de tempo diferentes. (Imagem: Daniel Holdsworth/Instituto Jeremiah Horrocks, U. de Central Lancashire)

“Os processos físicos que levam à segregação de elementos químicos, como a difusão, estão entre os mais difíceis de modelar no contexto da física estelar. Esta descoberta de novas estrelas roAp pelo TESS, assim como a observação a partir do espaço de estrelas deste tipo previamente conhecidas, serão fundamentais para avançar o conhecimento nesta matéria”, acrescenta Margarida Cunha, que é também membro do comité executivo do TESS Asteroseismic Science Consortium (TASC).

Já para Victoria Antoci, do Centro de Astrofísica Estelar da Universidade de Aarhus, “é fascinante perceber que temos hoje mais estrelas do tipo roAp suficientemente brilhantes para serem seguidas a partir de telescópios relativamente acessíveis, localizados na Terra. Para compreendermos a física destas estrelas na sua totalidade, é importante complementar os dados que agora temos com informação sobre os seus campos magnéticos e sobre a composição química das suas atmosferas. Estas estrelas têm campos magnéticos fortes, que podem ir até 25 kiloGauss, ou seja, cerca de 250 vezes a intensidade dos ímanes que temos nos nossos frigoríficos.”

Estes novos resultados só se tornaram possíveis com o TESS, porque este satélite observa continuamente as estrelas por períodos de pelo menos 27 dias e sem a interferência da atmosfera da Terra, algo que não é possível através dos observatórios existentes à superfície do nosso planeta.