“Fiquei completamente deslumbrado com o que vi.”
Enquanto examinavam rotineiramente o céu em busca de restos queimados de estrelas moribundas, os cientistas se depararam com um estranho sinal cósmico. Depois de fazer mais alguns testes, eles ficaram surpresos.
Um de seus cadáveres estelares observados, uma estrela anã branca a mais de 1.000 anos-luz da Terra que gira uma vez a cada 15 minutos, tinha uma aparência peculiar. Sua superfície semelhante a uma esfera possuía dois elementos diferentes em cada um de seus lados, estranhamente divididos como uma bola de basquete cortada ao meio. Em uma face, os pesquisadores identificaram vestígios de hidrogênio – na outra, hélio. Embora a divisão possa não ser exatamente 50-50, a separação que os pesquisadores viram foi aparente o suficiente para deixá-los coçando a cabeça.
“Esta foi uma descoberta completamente acidental”, disse a astrofísica Ilaria Caiazzo, bolsista de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia e membro da equipe de descoberta, ao Space.com por e-mail. “Fiquei completamente impressionado com o que vi, assim como qualquer astrônomo a quem mostro os dados.”
Os pesquisadores até apelidaram o estranho objeto de “Janus”, em homenagem ao deus romano de duas faces da transição. Claro, Janus também tem um nome mais científico: ZTF J203349.8+322901.1. Os cientistas estudaram a estrela com uma ampla gama de equipamentos, desde espectrômetros a laboratórios poderosos, como o Zwicky Transient Facility em San Diego, Califórnia.
É verdade que tanto o hidrogênio quanto o hélio são característicos das composições de anãs brancas porque acredita-se que esses objetos passem por uma espécie de fase evolutiva em que seus elementos mais pesados, como o hélio, afundam em direção ao fundo e seus elementos mais leves, como o hidrogênio, flutuam em direção ao topo. Caiazzo observa, no entanto, que essa fase de transição foi fortemente teorizada no passado, mas ainda não foi comprovada fisicamente.
No entanto, os pesquisadores dizem que sua descoberta marca a primeira vez que os dois elementos foram vistos presentes em uma anã branca com uma separação tão forte.
“Na minha pesquisa com a ZTF, eu estava procurando por anãs brancas altamente magnetizadas e de rotação rápida que poderiam ser remanescentes de fusões de anãs brancas duplas – e encontrei muitos candidatos”, disse Caiazzo. “No entanto, quando olhei para o espectro de Janus, entendi imediatamente que era algo diferente.”
Para ajudar a descobrir a história não convencional de Janus, Caiazzo e seus colegas pesquisadores apresentaram algumas explicações. Ambas as teorias, em essência, têm dois aspectos importantes.
Em primeiro lugar, é possível que Janus tenha sido capturado durante a fase de convecção acima mencionada, mas durante um período em que os elementos começaram a se misturar – um processo que algumas anãs brancas podem experimentar quando atingem uma certa temperatura. Janus está em torno dessa temperatura. Mas segundo, e talvez a chave para resolver o mistério, é que Janus pode ter campos magnéticos assimétricos.
Simplificando, isso significa que um lado da anã branca pode ter campos mais fortes do que o outro lado. E os campos magnéticos provavelmente são a chave para decidir quanto hélio ou hidrogênio uma anã branca tem em sua superfície.
Na mesma linha, Caiazzo também sugere que os campos podem levar a pressões de gás mais baixas na atmosfera de Janus e, portanto, a um “oceano” de hidrogênio na área com campos mais fortes.
No futuro, os pesquisadores esperam identificar mais estrelas como Janus com pesquisas futuras da ZTF. Com o suficiente desses cadáveres estelares de duas faces, talvez um padrão se revele.
“Como temos indicações de que Janus pode ser o exemplo mais marcante de toda uma classe de anãs brancas em transição”, disse Caiazzo, “essa descoberta pode ajudar a lançar luz sobre os mecanismos físicos subjacentes à evolução espectral das anãs brancas”.
Ainda mais adiante, Janus poderia impactar nossa compreensão da física atmosférica em geral. “O fato de haver uma separação tão forte entre os dois elementos na superfície”, disse Caiazzo, “assim como o fato de essa estrutura ter permanecido estável por pelo menos vários anos desafia nossa compreensão das atmosferas das anãs brancas”.
Publicado em 23/07/2023 00h14
Artigo original:
Estudo original: