Os astrônomos, pela primeira vez sondou os campos magnéticos nas regiões do interior misteriosas de estrelas, encontrando eles são fortemente magnetizados. Usando uma técnica chamada Sismologia, os cientistas foram capazes de calcular a intensidade dos campos magnéticos nos corações movidos a fusão de dezenas de gigantes vermelhas, estrelas que são versões de nosso sol evoluídos.
"Da mesma forma ultra-som médico usa ondas sonoras para a imagem do interior do corpo humano, Sismologia usa ondas sonoras geradas pela turbulência na superfície de estrelas para investigar suas propriedades internas", diz Caltech pós-investigador Jim Fuller, que co-liderou um novo estudo que detalha a pesquisa.
Os resultados, publicados em 23 de outubro da revista Science, irá ajudar os astrônomos a entender melhor a vida ea morte de estrelas. Os campos magnéticos provavelmente determinar as taxas de rotação interior de estrelas; tais taxas de ter efeitos dramáticos sobre a forma como as estrelas evoluem.
Até agora, os astrônomos foram capazes de estudar os campos magnéticos de estrelas apenas em suas superfícies, e tiveram de utilizar modelos de supercomputadores para simular os campos perto dos núcleos, onde o processo de fusão nuclear ocorre. "Nós ainda não sabemos o que o centro de nosso próprio sol se parece", diz Fuller.
Gigantes vermelhas têm uma constituição física diferente dos chamados estrelas de sequência principal como o nosso Sol - que os torna ideais para Sismologia (um campo que nasceu em Caltech em 1962, quando o físico e astrônomo Robert tarde Leighton descobriu a energia solar oscilações usando os telescópios solares em Mount Wilson).
Os núcleos de estrelas vermelho-gigante são muito mais denso do que os de estrelas mais jovens. Como consequência, as ondas sonoras não refletem fora dos núcleos, como fazem em estrelas como o nosso sol. Em vez disso, as ondas sonoras são transformadas em outra classe de ondas, chamada de ondas de gravidade.
"Acontece que as ondas de gravidade que vemos nas gigantes vermelhas se propagam por todo o caminho para o centro destas estrelas," diz o co-autor principal Matteo Cantiello, especialista em astrofísica estelar a partir da UC Santa Barbara Instituto Kavli de Física Teórica ( KITP).
Esta conversão de ondas sonoras para ondas de gravidade tem consequências importantes para as pequenas mudanças de forma, ou oscilações, que gigantes vermelhas se submetem. "Dependendo do seu tamanho e estrutura interna, estrelas oscilar em padrões diferentes", diz Fuller. Numa forma de padrão de oscilação, conhecido como o modo de dipolo, um hemisfério da estrela se torna mais clara quando o outro torna-se mais fraca. Os astrônomos observar estas oscilações de uma estrela, medindo como a luz varia ao longo do tempo.
Quando campos magnéticos fortes estão presentes no núcleo de uma estrela, os campos podem interromper a propagação de ondas de gravidade, fazendo com que algumas das ondas a perder energia e tornar-se preso no interior do núcleo. Fuller e seus co-autores cunharam o termo "efeito estufa magnético" para descrever este fenômeno porque ele funciona de forma semelhante ao efeito estufa na Terra, em que gases de efeito estufa na atmosfera ajuda prendem o calor do sol. A captura de ondas de gravidade dentro de uma gigante vermelha faz com que uma parte da energia de oscilação da estrela para ser perdido, eo resultado é um menor modo de dipolo do que o esperado.
Em 2013, o telescópio espacial Kepler da NASA, que pode medir variações de brilho estelar com incrivelmente alta precisão, detectado dipolo-mode de amortecimento em vários gigantes vermelhas. Dennis Stello, astrônomo da Universidade de Sydney, trouxe os dados Kepler para a atenção de Fuller e Cantiello. Trabalhando em colaboração com o diretor KITP Lars Bildsten e Rafael Garcia de Energias Alternativas da França e da Comissão de Energia Atômica, os cientistas mostraram que o efeito estufa magnética foi a explicação mais provável para dipolo-mode amortecimento nas gigantes vermelhas. Seus cálculos revelaram que os campos magnéticos internos dos gigantes vermelhas foram tanto quanto 10 milhões de vezes mais forte do que o campo magnético da Terra.
"Isso é emocionante, como campos magnéticos internos desempenham um papel importante para a evolução e destino final de estrelas," diz o professor de Astrofísica Teórica Sterl Phinney, diretor executivo da Caltech para a astronomia, que não esteve envolvido no estudo.
Uma melhor compreensão dos campos magnéticos interior das estrelas também poderiam ajudar a resolver um debate sobre a origem dos poderosos campos magnéticos na superfície de certas estrelas de nêutrons e anãs brancas, duas classes de cadáveres estelares que se formam quando estrelas morrer.
"Os campos magnéticos que encontram nos núcleos vermelho-gigante são comparáveis aos das anãs brancas fortemente magnetizados", diz Phinney. "O fato de que apenas alguns dos gigantes vermelhas mostram a supressão dipolo, o que indica campos núcleo forte, pode muito bem estar relacionado com por que apenas algumas estrelas deixar para trás restos com campos magnéticos fortes depois que eles morrem."
A técnica de Sismologia da equipe usado para sondar gigantes vermelhas provavelmente não vai funcionar com o nosso sol. "No entanto", Fuller diz, "oscilações estelares são a nossa melhor sonda dos interiores de estrelas, de modo mais surpresas são prováveis."
A imagem na parte superior da página mostra a nebulosa em torno da estrela supergigante vermelha Betelgeuse brilhante que foi criado a partir de imagens tiradas com a câmera infravermelha VISIR on do ESO Very Large Telescope (VLT). Esta estrutura, semelhante a chamas que emanam da estrela, forma, porque o gigante está derramando seu material para o espaço.
O Galaxy diário via Caltech
Crédito da imagem: ESO
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