Inédito – Astrônomos fotografaram manchas solares em estrelas distantes

maio 5, 2016
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ANN ARBOR—Pela primeira vez, manchas estelares, ou manchas solares fora do nosso sistema solar, são fotografadas de uma estrela próxima, por astrônomos da Universidade de Michigan.

Os pesquisadores usaram uma técnica chamada interferometria para essencialmente construir o primeiro lapso de tempo de zeta Andromedae, através de uma de suas rotações de 18 dias. Zeta Andromedae está cerca de 181 anos-luz de distância na constelação do norte Andromeda. As descobertas foram publicadas na edição atual da Nature.

“Enquanto manchas solares por imagiologia foram uma das primeiras coisas que Galileu fez quando começou a usar o telescópio recém-inventado, demorou mais de 400 anos para que fazermos um telescópio poderoso o suficiente que pudesse fotografar pontos em estrelas além do Sol” disse John Monnier, professor de Astronomia da U-M.

O padrão de manchas que os astrônomos viram na estrela é muito diferente de como normalmente elas estão organizadas em nosso sol. Os pesquisadores dizem que as descobertas desafiam as atuais teorias de como os campos magnéticos das estrelas influenciam a sua evolução. Ao mesmo tempo, eles dão aos cientistas alguma ideia de como o sol provavelmente se comportou em sua infância, quando o sistema solar estava se formando há bilhões de anos.

Os astrônomos tomaram uma imagem timelapse close-up do-rotação rápida estrela zeta Andromedae. Manchas estelares podem ser vistos claramente.

“É importante entender a história do sol, porque ela dita a história da formação da Terra e o desenvolvimento da vida”, disse Rachael Roettenbacher, pesquisadora de pós-doutorado em astronomia que conduziu esta pesquisa como parte de sua tese de doutorado na U-M. “A melhor maneira que pudermos recriar as condições do ambiente solar, quando a vida estava sendo formada, melhor poderemos entender os requisitos necessários para a formação da vida. Estas são imagens da mais alta qualidade de uma estrela que temos que não seja o sol.”

Manchas solares e manchas estelares são as áreas mais frias, mais escuras da casca exterior de uma estrela que se formam quando as regiões mais fortes do campo magnético bloqueiam o fluxo de calor e a energia em manchas. No sol, as manchas apenas se formam em bandas logo acima e abaixo do seu equador. Não na zeta Andromedae.

As novas imagens mostraram manchas estelares no norte da região polar da estrela e vários pontos adicionais que se espalharam pelas latitudes mais baixas. Ambas as descobertas são importantes, dizem os pesquisadores. Embora estudos anteriores, que utilizaram abordagens indiretas para encontrar manchas, tenham sugerido que as estrelas com fortes campos magnéticos podem, na verdade, abriga-las perto de seus polos, isso não pôde ser verificado antes. Agora foi.

“Pela primeira vez, sem erros, nossas imagens mostram manchas estelares polares na zeta Andromedae”, disse Roettenbacher. “Agora podemos ver que as manchas não se restringem em se formarem em bandas simétricas em torno do equador, como as manchas solares fazem. Vemos as manchas estelares em ambos os hemisférios e em todas as latitudes diferentes. Isto não pode ser explicado por extrapolação das teorias sobre o campo magnético do sol.”

E os pontos adicionais de latitudes mais baixas estão espalhados por uma região extensa e fria onde os cientistas dizem ter encontrado evidências de que os campos magnéticos podem suprimir o fluxo de calor através de uma grande parte da superfície da estrela, em vez de apenas em alguns pontos. Astrônomos usam as temperaturas das estrelas para estimar suas idades, então eles precisam saber se algo, como por exemplo estas regiões extensas e frias, estão invalidando as medições de temperatura.

Outros astrônomos têm especulado que um mecanismo semelhante que gera o campo magnético do zeta Andromedae pode estar agindo em estrelas jovens, que giram muito mais rápido que o sol. O novo estudo liga os dois.

Hoje, o sol gira completamente uma vez a cada 24 dias, e o número de manchas solares aumentam ou diminuem, juntamente com seu ciclo de atividade magnética de 11 anos. Mais manchas solares sinalizam mais atividade magnética e maior potencial de tempestades geomagnéticas que podem danificar satélites e a rede elétrica na Terra.

Mas os astrônomos acreditam que o sol girava muito mais rápido quando era mais jovem.

“Observar os pontos de estrelas, jovens e velhas, nos ajuda a compreender a física fundamental por trás da geração do campo magnético e como isso muda com o tempo”, disse Alicia Aarnio, cientista assistente da pesquisa da U-M. “A atividade magnética solar pode afetar muito a nossa vida hoje, de modo que este trabalho é importante para desenvolver a imagem do comportamento do campo magnético do sol no início, atualmente e no futuro. Isso não tem apenas implicações sobre o início da vida, mas sua continuação como conhecemos.”

O título da pesquisa é “No Sun-like dynamo on the active star ζ Andromedae from starspot asymmetry.”