Usando dados coletados pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA e por telescópios no Havaí e no Colorado, os astrônomos detectaram um padrão periódico de atividade magnética em uma estrela anã vermelha que pode indicar que ela está se aproximando de uma inversão do campo polar.

A televisão anã vermelha AU Microscopii (AU Mic, abreviadamente), a 32 anos-luz da Terra, na constelação Microscopium (o Microscópio), é uma estrela pequena, fraca e fria, com apenas cerca de um décimo da massa do nosso Sol. Tal como o nosso Sol, as anãs vermelhas estão sujeitas a períodos de intensa atividade magnética, incluindo manchas estelares e erupções.

Uma equipe de astrônomos liderada por Yuta Notsu, JSPS Overseas Research Fellow no Telescópio Subaru e no Observatório Astronômico Nacional do Japão, queria investigar os mecanismos que impulsionam os ciclos de atividade nas anãs vermelhas. Uma área particular de interesse era se as anãs vermelhas experimentam inversões de campo magnético, semelhantes ao que é observado no Sol.

As inversões magnéticas ocorrem quando os pólos magnéticos norte e sul de uma estrela trocam de lugar, essencialmente invertendo todo o campo magnético. O campo magnético do Sol tem um ciclo de 11 anos e inverte a polaridade a cada 5,5 a 6 anos.

No entanto, não se sabe como ocorrem as inversões magnéticas nas anãs vermelhas. A maioria das observações anteriores concentrou-se em anãs vermelhas mais jovens e com rotação mais rápida, que poderiam estar escondendo oscilações de campo complexas e de curto período, semelhantes à forma como um pião girando rapidamente oscila. Isso torna difícil a compreensão da verdadeira taxa de rotação e, portanto, do ciclo magnético dessas estrelas.

AU Mic ofereceu uma oportunidade única para os astrónomos estudarem este fenómeno porque é uma anã vermelha relativamente antiga (5 a 10 mil milhões de anos) e, portanto, de rotação lenta. Notsu explicou que “sabe-se que o AU Mic tem um período de rotação de 4,8 dias, que é longo o suficiente para que a rotação complexa e a atividade magnética possam ser separadas”.

Os astrônomos obtiveram quatro anos de dados fotométricos de alta cadência do TESS. Combinado com quase oito anos de observações espectroscópicas usando o High Dispersion Spectrograph (HDS) do Telescópio Subaru, e medições adicionais feitas usando o espectrógrafo EXPRES no Lowell Discovery Telescope no Arizona, eles cuidadosamente desembaraçaram as contribuições da rotação da estrela e dos pontos magnéticos para melhor medir. Ciclo magnético do AU Mic e rastreia a atividade da superfície.

Os pesquisadores detectaram três ciclos magnéticos completos abrangendo a base de tempo de quatro anos do TESS e encontraram mudanças significativas durante o último ciclo. Notsu comentou:"A amplitude das manchas mudou gradualmente, e a assimetria hemisférica da distribuição das manchas também mudou de sinal, sugerindo que a polaridade magnética das manchas pode ter sido invertida."

Ao analisar mais detalhadamente os dados, a equipe estimou o ciclo magnético completo do AU Mic em cerca de 13,5 anos. A atividade do AU Mic também mostrou características semelhantes às manchas solares, incluindo fortes campos magnéticos superiores a vários milhares de Gauss, o surgimento e decaimento ao longo de dois a três meses, e uma tendência para a atividade das manchas se concentrar em latitudes específicas da estrela.

A pesquisa sugere que inversões de campo polar também poderiam estar ocorrendo no AU Mic, embora uma linha de base observacional mais longa fosse necessária para confirmar isso de forma conclusiva. Estudos futuros utilizando telescópios maiores, como o Telescópio de Trinta Metros, atualmente em construção em Maunakea, no Havai, poderão permitir aos astrónomos capturar evidências de uma inversão de polaridade e medir a natureza precisa do ciclo que impulsiona a atividade.