As estrelas giram mais rápido do que o esperado à medida que envelhecem, de acordo com um novo estudo conduzido por cientistas da Universidade de Birmingham, que usa asteroseismologia para lançar uma nova luz sobre esta teoria emergente.

"As ondas sonoras aprisionadas dentro das estrelas fazem com que oscilem em determinadas frequências. Essas vibrações são visíveis na superfície e podem ser medidas por astrônomos usando telescópios espaciais. Quando uma estrela está girando, essas frequências de oscilação mudam ligeiramente, tornando possível medir a rotação observando como sua superfície muda ao longo do tempo. O estudo dessas vibrações (chamado de asteroseismologia) também pode ser usado para medir propriedades como a massa e a idade de uma estrela. Isso nos permite entender mais detalhadamente como a rotação e a atividade das estrelas evoluem ao longo do tempo, melhorando nossa compreensão das estrelas, sistemas exoplanetários e nosso próprio sistema solar" Crédito: Mark Garlick / University of Birmingham

Todas as estrelas, como o Sol, nascem girando. À medida que envelhecem, sua rotação diminui devido aos ventos magnéticos em um processo chamado de 'frenagem magnética'. Pesquisa publicada em 2016 por cientistas do Carnegie Observatories deu os primeiros indícios de que estrelas em um estágio de vida semelhante ao do Sol giravam mais rápido do que as teorias de frenagem magnética previam. Os resultados deste estudo foram baseados em um método no qual os cientistas localizam pontos escuros na superfície das estrelas e os rastreiam conforme se movem com o giro das estrelas. Embora o método tenha se mostrado robusto para medir o spin em estrelas mais jovens, estrelas mais velhas têm menos manchas estelares, o que torna difícil confirmar os efeitos dessa frenagem magnética "enfraquecida" nessas estrelas.

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Em um novo estudo, publicado na Nature Astronomy, pesquisadores da Universidade de Birmingham usaram uma abordagem diferente para confirmar que estrelas mais velhas, de fato, parecem girar mais rápido do que o esperado. A equipe usou asteroseismologia para calcular como a estrela está girando. Este campo de estudo relativamente novo permite aos cientistas medir as oscilações causadas por ondas sonoras presas dentro da estrela. Ao medir as diferentes características dessas ondas, elas podem revelar diferentes características das estrelas, como seu tamanho ou idade.

Neste estudo, a equipe mediu os modos, ou as frequências, das ondas sonoras produzidas pela oscilação da estrela. Conforme a estrela gira, esses modos se dividem em frequências diferentes. Isso pode ser imaginado, segundo o autor, quando o som de duas ambulâncias para em uma rotatória, em comparação com quando elas estão dirigindo em círculos. Ao medir essas frequências, é possível calcular a taxa de rotação de uma forma que é possível para estrelas jovens e velhas.

O autor principal do artigo, Dr. Oliver Hall, disse: "Embora já suspeitávamos por algum tempo que as estrelas mais antigas giravam mais rápido do que as teorias de frenagem magnética prevêem, esses novos dados asterossísmicos são os mais convincentes a demonstrar que esta 'frenagem magnética enfraquecida'" é realmente o caso. Modelos baseados em estrelas jovens sugerem que a mudança no spin de uma estrela é consistente ao longo de sua vida, o que é diferente do que vemos nesses novos dados."

Um aspecto que os pesquisadores acreditam que pode ser a chave para a mudança na perda de momentum, são as mudanças no campo magnético da estrela. Entender como o campo magnético interage com a rotação será uma área importante de estudo futuro e está sendo trabalhada pelos autores no artigo.

Os resultados também podem lançar luz sobre a atividade de nossa própria estrela nos próximos bilhões de anos, explica o co-autor Dr. Guy Davies: "Essas novas descobertas demonstram que ainda temos muito a aprender sobre o futuro de nosso próprio Sol, bem como outras estrelas. Este trabalho ajuda a colocar em perspectiva se podemos ou não esperar redução da atividade solar e clima espacial prejudicial no futuro. Para responder a essas perguntas, precisamos de melhores modelos de rotação solar, e este trabalho dá um passo importante para melhorar os modelos e fornecendo os dados necessários para testá-los."

Mais informações: Weakened magnetic braking supported by asteroseismic rotation rates of Kepler dwarfs, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01335-x

Fonte: Phys