Um mecanismo de dínamo poderia explicar os campos magnéticos incrivelmente fortes em estrelas anãs brancas, de acordo com uma equipe internacional de cientistas, incluindo um astrônomo da Universidade de Warwick.

Ilustração da origem dos campos magnéticos nas anãs brancas em binários próximos (para ser lido no sentido anti-horário). O campo magnético aparece quando uma anã branca em cristalização se acumula de uma estrela companheira e, como consequência, começa a girar rapidamente. Quando o campo das anãs brancas se conecta com o campo da estrela secundária, a transferência de massa para por um período de tempo relativamente curto. Crédito: Paula Zorzi

Um dos fenômenos mais marcantes da astrofísica é a presença de campos magnéticos. Como a Terra, estrelas e remanescentes estelares, como as anãs brancas. Sabe-se que os campos magnéticos das anãs brancas podem ser um milhão de vezes mais fortes que o da Terra. No entanto, sua origem é um mistério desde a descoberta da primeira anã branca magnética na década de 1970. Várias teorias foram propostas, mas nenhuma delas foi capaz de explicar as diferentes taxas de ocorrência de anãs brancas magnéticas, tanto como estrelas individuais quanto em diferentes ambientes de estrelas binárias.

Leia também:

Os físicos medem a menor força gravitacional de todos os tempos

Cinco mitos sobre o Big Bang

Físico detalha a forma de um buraco de minhoca simétrico

Qual é o destino do universo? 

Esta incerteza pode ser resolvida graças à pesquisa de uma equipe internacional de astrofísicos, incluindo o Professor Boris Gänsicke da Universidade de Warwick e liderada pelo Professor Dr. Matthias Schreiber do Núcleo Milenio de Formación Planetaria da Universidad Santa María no Chile. A equipe mostrou que um mecanismo de dínamo semelhante ao que gera campos magnéticos na Terra e em outros planetas pode funcionar em anãs brancas e produzir campos muito mais fortes. Esta pesquisa, parcialmente financiada pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC) e pelo Leverhulme Trust, foi publicada na prestigiosa revista científica Nature Astronomy.

O professor Boris Gänsicke, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: "Há muito tempo que sabemos que faltava algo em nossa compreensão dos campos magnéticos em anãs brancas, pois as estatísticas derivadas das observações simplesmente não faziam sentido. A ideia de que, pelo menos em algumas dessas estrelas, o campo é gerado por um dínamo que pode resolver este paradoxo. Alguns de vocês devem se lembrar de dínamos em bicicletas: girar um ímã produz corrente elétrica. Aqui, funciona ao contrário, o movimento do material leva a correntes elétricas, que por sua vez geram o campo magnético."

Uma anã branca magnética em cristalização acumulada pelo vento de sua estrela companheira. Crédito: Paula Zorzi

De acordo com o mecanismo de dínamo proposto, o campo magnético é gerado por correntes elétricas causadas pelo movimento convectivo no núcleo da anã branca. Essas correntes convectivas são causadas pelo calor que escapa do núcleo de solidificação.

"O principal ingrediente do dínamo é um núcleo sólido cercado por um manto convectivo, no caso da Terra, é um núcleo sólido de ferro cercado por ferro líquido convectivo. Uma situação semelhante ocorre nas anãs brancas quando elas esfriam o suficiente". Explica Matthias Schreiber.

O astrofísico explica que no início, após a estrela ter ejetado seu envelope, a anã branca fica muito quente e composta de carbono líquido e oxigênio. No entanto, quando esfria o suficiente, começa a cristalizar no centro e a configuração torna-se semelhante à da Terra: um núcleo sólido rodeado por um líquido convectivo. "Como as velocidades no líquido podem se tornar muito maiores nas anãs brancas do que na Terra, os campos gerados são potencialmente muito mais fortes. Este mecanismo de dínamo pode explicar as taxas de ocorrência de anãs brancas fortemente magnéticas em muitos contextos diferentes, especialmente aqueles das anãs brancas em estrelas binárias", diz ele.

Assim, esta pesquisa poderia resolver um problema de décadas. "A beleza da nossa ideia é que o mecanismo de geração do campo magnético é o mesmo dos planetas. Esta pesquisa explica como os campos magnéticos são gerados nas anãs brancas e por que esses campos magnéticos são muito mais fortes do que os da Terra. Acho que é um bom exemplo de como uma equipe interdisciplinar pode resolver problemas que os especialistas em apenas uma área teriam dificuldade", acrescenta Schreiber.

Os próximos passos dessa pesquisa, diz o astrofísico, são, realizar um modelo mais detalhado do mecanismo do dínamo e testar observacionalmente as previsões adicionais desse modelo.

Mais informações: Matthias R. Schreiber et al. The origin and evolution of magnetic white dwarfs in close binary stars, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01346-8

Fonte: Phys