A rotação de uma estrela próxima surpreende os astrónomos
Astrónomos da Universidade de Helsínquia descobriram que o perfil de rotação de uma estrela próxima, a V889 Herculis, difere consideravelmente da do Sol. Saiba mais aqui!
O Sol gira mais rapidamente no equador, enquanto a taxa de rotação abranda nas latitudes mais elevadas e é mais lenta nas regiões polares. Mas uma estrela vizinha semelhante ao Sol, V889 Herculis, a cerca de 115 anos-luz de distância na constelação de Hércules, roda mais depressa a uma latitude de cerca de 40 graus, enquanto tanto o equador como as regiões polares rodam mais lentamente.
Um perfil de rotação semelhante não foi observado em nenhuma outra estrela. O resultado é espantoso, pois a rotação estelar tem sido considerada um parâmetro físico fundamental bem compreendido, mas tal perfil rotacional não foi previsto nem mesmo em simulações computacionais.
Os astrónomos aplicaram uma técnica de estatística, recentemente desenvolvida, aos dados de uma estrela conhecida que tem sido estudada na Universidade de Helsínquia há anos. Contudo, não esperavam ver tais anomalias numa rotação estelar. As anomalias no perfil de rotação da V889 Herculis indicam que a compreensão da dinâmica estelar e dos dínamos magnéticos que temos é insuficiente, explica o investigador Mikko Tuomi, que coordenou a investigação.
Dinâmica de uma bola de plasma
A estrela alvo V889 Herculis é muito parecida com um jovem Sol, contando uma história sobre a história e a evolução do Sol. Tuomi salienta que é crucial compreender a astrofísica estelar para, por exemplo, prever fenómenos induzidos pela atividade na superfície solar, como manchas e erupções.
As estrelas são estruturas esféricas onde a matéria se encontra no estado de plasma, constituído por partículas carregadas. São objetos dinâmicos que se encontram num equilíbrio entre a pressão gerada pelas reações nucleares nos seus núcleos e a sua própria gravidade. Não têm superfícies sólidas, ao contrário de muitos planetas.
A rotação estelar não é constante para todas as latitudes - um efeito conhecido como rotação diferencial. É causado pelo facto de o plasma quente subir à superfície da estrela através de um fenómeno chamado convecção, que por sua vez tem um efeito na taxa de rotação local. Isto acontece porque o momento angular tem de ser conservado e a convecção ocorre perpendicularmente ao eixo de rotação perto do equador, enquanto que é paralela ao eixo perto dos polos.
No entanto, muitos fatores como a massa estelar, a idade, a composição química, o período de rotação e o campo magnético têm efeitos sobre a rotação e dão origem a variações nos perfis de rotação diferencial.
Um método estatístico para determinar o perfil de rotação
Thomas Hackman, docente de astronomia, que participou nesta investigação, explica que o Sol tem sido a única estrela para a qual foi possível estudar o perfil rotacional. A rotação diferencial estelar é um fator crucial que tem um efeito na atividade magnética das estrelas. O método que desenvolvemos abre uma nova janela para o funcionamento interno de outras estrelas.
Os astrónomos do Departamento de Física de Partículas e Astrofísica da Universidade de Helsínquia determinaram o perfil rotacional de duas estrelas jovens próximas aplicando um novo modelo estatístico a observações de brilho de longa duração.
Os investigadores modelaram as variações periódicas nas observações, tendo em conta as diferenças no movimento aparente do ponto em diferentes latitudes. O movimento da mancha permitiu então estimar o perfil rotacional das estrelas.
A segunda das estrelas-alvo, LQ Hydrae na constelação de Hydra, está a rodar como um corpo rígido - a rotação parece inalterada do equador para os polos, o que indica que as diferenças são muito pequenas.
As estrelas alvo V889 Herculis e LQ Hydrae são ambas estrelas com cerca de 50 milhões de anos que, em muitos aspetos, se assemelham ao jovem Sol. Ambas rodam muito rapidamente, com períodos de rotação de apenas cerca de um dia e meio. Por esta razão, as observações de brilho de longa duração contêm muitos ciclos de rotação. As estrelas foram seleccionadas como alvos por terem sido observadas durante décadas e por terem sido ambas estudadas ativamente na Universidade de Helsínquia.
Referência da notícia:
Tuomi M., Lehtinen J., Henry W., et al. Characterising the stellar differential rotation based on largest-spot statistics from ground-based photometry. Astronomy & Astrophysics (2024).