Kepler 11145123: uma estrela muito redonda

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A estrela Kepler 11145123 é o objeto natural mais redondo jamais medido diretamente no Universo Observável [1]. As oscilações estelares demonstram uma diferença entre o raio do equador e o raio dos polos de apenas 3 km. Esta estrela é significativamente mais redonda do que o Sol. Crédito: Mark A. Garlick

Todos sabemos que as estrelas não são esferas perfeitas. Enquanto esses objetos giram, tornam-se mais achatados devido à força centrífuga. Um time de pesquisadores liderado por Laurent Gizon do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar e da Universidade de Gotinga conseguiu agora medir, com uma precisão sem precedentes, o achatamento de uma estrela em lenta rotação. Os astrônomos determinaram o achatamento estelar usando a técnica chamada de asterossismologia, ou seja, o estudo das oscilações das estrelas. A técnica foi aplicada a uma estrela a 5.000 anos-luz da Terra e revelou que a diferença entre o raio equatorial e o raio polar é de apenas 3 km, um valor astronomicamente pequeno quando comparado com o raio médio da estrela de 1,5 milhões de quilômetros. Tal medida indica que essa esfera estelar de plasma é incrivelmente redonda.

Todas as estrelas giram em torno se um eixo e consequentemente são achatadas pela força centrífuga. Quando mais rápida a rotação, mais achatada a estrela se torna. O nosso Sol gira com um período de 27 dias e tem um raio equatorial 10 km maior do que o raio nos polos. Em contrapartida, para a Terra, essa diferença é de 21 km. Gizon e colegas selecionaram uma estrela com rotação lenta chamada KIC 11145123. Esta estrela quente e luminosa tem o raio de 2,24 R_☉ e gira três vezes mais lentamente do que o Sol. Sua massa foi estimada em 1,46 M_☉.

Gizon e equipe selecionaram esta estrela para o seu estudo porque suporta oscilações puramente sinusoidais. As expansões e contrações periódicas da estrela podem ser detectadas nas flutuações do brilho da estrela. A missão Kepler da NASA observou as oscilações da estrela, continuamente, durante mais de quatro anos. Os diferentes modos de oscilação são sensíveis às diferentes latitudes estelares. Para o seu estudo, os autores compararam as frequências dos modos de oscilação que são mais sensíveis às regiões de baixa latitude e as frequências dos modos mais sensíveis a latitudes mais altas. Esta comparação mostra que a diferença do raio entre o equador e os polos é de apenas 3 km, com uma precisão de ±1 km.

Laurent Gizon declarou:

Isto torna Kepler 11145123 o objeto natural mais redondo jamais diretamente medido, ainda mais redondo do que o Sol [1].

Surpreendentemente, KIC 11145123 é ainda menos achatada do que a sua rotação indica. Os autores propõem que a presença de um campo magnético a baixas latitudes poderá fazer a estrela parecer mais esférica para as oscilações estelares. Tal como a heliosismologia pode ser usada para estudar o campo magnético do Sol, a asterossismologia pode ser usada para estudar o magnetismo em estrelas distantes. Os campos magnéticos estelares, especialmente os campos magnéticos fracos, são notoriamente difíceis de observar diretamente em estrelas distantes.

Kepler 11145123 não é a única estrela com oscilações adequadas e medições precisas de brilho.

Laurent Gizon explicou:

Nós pretendemos aplicar essa metodologia em outras estrelas observadas pelo Kepler e com as futuras missões espaciais TESS e PLATO. Será particularmente interessante ver como uma rotação mais rápida e um campo magnético mais forte podem mudar a forma de uma estrela. Um importante campo teórico da astrofísica acaba de se tornar observacional.

Nota

[1] É importante salientar que, obviamente, dada a sua enorme densidade, tanto as anãs brancas quanto as estrelas de nêutrons são bem mais ‘redondas’ que a estrela em questão. Todavia, os astrônomos ainda não contam com equipamentos capazes de realizar medições dos diâmetros dos polos versus equador em objetos estelares tão pequenos. As anãs brancas têm tamanhos de ordem comparáveis ao da Terra e massas entre 0,5 e 1,4 vezes a massa do Sol. Muito mais extremas, as estrelas de nêutrons medem ‘apenas’ entre 10 e 15 quilômetros e suas massas estão acima de 1,5 vezes a massa do Sol, sendo portanto os objetos teoricamente mais esfericamente perfeitos naturais existentes no Universo.