Utilizando o Very Large Telescope do ESO, astrónomos europeus demonstraram, pela primeira vez, que uma estrela magnética - um tipo invulgar de estrela de neutrões - se formou a partir de uma estrela com pelo menos 40 vezes a massa do Sol. O resultado desafia grandemente as actuais teorias de evolução estelar uma vez que, segundo estas teorias, uma estrela com massa desta magnitude deveria transformar-se num buraco negro, e não numa estrela magnética. Levanta-se assim uma questão fundamental: que quantidade de massa deve possuir uma estrela para dar origem a um buraco negro?

Para chegarem a estas conclusões, os astrónomos observaram em grande detalhe o enxame estelar Westerlund 1, situado a 16.000 anos-luz de distância na constelação austral do Altar. A partir de estudos anteriores, os astrónomos sabiam já que Westerlund 1 é o super enxame estelar mais próximo conhecido, contendo centenas de estrelas de grande massa, algumas que brilham com a luminosidade de quase um milhão de sóis e outras com duas mil vezes o diâmetro do Sol (tão grandes como a órbita de Saturno).

"Se o Sol estivesse situado no centro deste enxame, o nosso céu nocturno estaria repleto de centenas de estrelas tão brilhantes como a Lua Cheia," diz Ben Richie, autor principal do artigo científico que apresenta estes resultados.

Westerlund 1 é um fantástico zoo estelar que apresenta uma população de estrelas diversa e exótica. As estrelas no enxame partilham uma coisa em comum: todas têm a mesma idade, estimada entre os 3,5 e os 5 milhões de anos, já que o enxame se formou a partir de um único evento de formação estelar.

Uma estrela magnética é um tipo de estrela de neutrões que possui um campo magnético extremamente forte - mil biliões de vezes mais forte que o da Terra - a qual se forma quando certos tipos de estrelas sofrem explosões de supernova. O enxame Westerlund 1 alberga uma das poucas estrelas magnéticas conhecidas na Via Láctea. Uma vez que pertence a este enxame, os astrónomos puderam deduzir que esta estrela magnética deve ter-se formado a partir de uma estrela com pelo menos 40 vezes a massa do Sol.

Uma vez que todas as estrelas no Westerlund 1 têm a mesma idade, a estrela que explodiu e deixou como resto uma estrela magnética deve ter tido uma vida mais curta do que as restantes estrelas do enxame. "Como o tempo de vida de uma estrela está directamente relacionado com a sua massa - quanto mais massa tem uma estrela, mais curta é a sua vida - se medirmos a massa de qualquer das estrelas sobreviventes, saberemos de certeza que a estrela de vida mais curta que deu origem à estrela magnética deve ter tido ainda mais massa do que a massa medida", diz o co-autor e líder da equipa Simon Clark. "Isto é extremamente importante, já que não existe nenhuma teoria aceite de como se formam estes objectos extremamente magnéticos."

Os astrónomos estudaram por isso as estrelas que pertencem ao sistema duplo em eclipse W13 no Westerlund 1, utilizando o facto de que, num tal sistema, as massas podem ser determinadas directamente a partir do movimento das estrelas.

Comparando com estas estrelas, descobriram que a estrela que deu origem à estrela magnética deve ter tido pelo menos 40 vezes a massa do Sol. O que prova pela primeira vez que as estrelas magnéticas podem formar-se a partir de estrelas de tão grande massa, estrelas essas que esperaríamos que formassem buracos negros. O que assumíamos anteriormente era que estrelas com massas iniciais entre 10 e 25 massas solares formariam estrelas de neutrões e aquelas com massas iniciais superiores a 25 massas solares dariam origem a buracos negros.

"Estas estrelas têm que se ver livres de mais de nove décimos das suas massas antes de explodirem como supernovas, porque senão darão antes origem a um buraco negro," diz o co-autor Ignacio Negueruela. "Perdas de massa tão elevadas antes da explosão apresentam um grande desafio às actuais teorias de evolução estelar."

"O que levanta a questão de saber quanta massa deve ter uma estrela para que ao colapsar forme um buraco negro, uma vez que estrelas com mais de 40 massas solares não o conseguem," conclui o co-autor Norbert Langer.

O mecanismo de formação preferido dos astrónomos postula que a estrela que se transforma em estrela magnética - a progenitora - tenha nascido com uma companheira estelar. À medida que ambas as estrelas evoluem começam a interagir, utilizando a energia derivada dos seus movimentos orbitais na ejecção, por parte da estrela progenitora, das enormes quantidades de massa necessárias. Embora não se observe actualmente nenhuma estrela companheira, isto pode dever-se ao facto da supernova que formou a estrela magnética ter originado a separação do binário, ejectando do enxame ambas as estrelas a alta velocidade.

"Se este é o caso, então os sistemas binários poderão ter um papel importante na evolução estelar ao originar perda de massa - o derradeiro 'plano de dieta' cósmico para estrelas de grande massa, o qual faz deslocar mais de 95% da sua massa inicial," conclui Clark.


Impressão de artista do magnetar no extraordinário enxame estelar Westerlund 1.
Crédito: ESO/L. Calçada


Imagem de campo-largo do enxame Westerlund 1.
Crédito: ESO


Retirado de: Astronomia Online