Cientistas revelam detalhes de magnetar extraordinário

Magnetar descoberto em 2020 tem apenas cerca de 500 anos e gira mais rapidamente que qualquer outro objeto do gênero

Imagem que mostra o magnetar em raios X do Chandra (em roxo) no centro, em combinação com os dados infravermelhos do Spitzer e do Wise exibindo o campo de visão mais amplo. Os magnetares se formam quando uma estrela massiva fica sem combustível nuclear e seu núcleo colapsa sobre si mesmo. Crédito: raio X – Nasa/CXC/Universidade de Virgínia Ocidental/H. Blumer; infravermelho (Spitzer e Wise) – Nasa/JPL-CalTech/Spitzer

Em 2020, os astrônomos adicionaram um novo membro a uma família exclusiva de objetos exóticos com a descoberta de um magnetar. Novas observações do Observatório de Raios X Chandra, da Nasa, ajudam a apoiar a ideia de que também é um pulsar, o que significa que emite pulsos regulares de luz.

Os magnetares são um tipo de estrela de nêutrons, um objeto incrivelmente denso composto principalmente de nêutrons compactados, que se forma a partir do colapso do núcleo de uma estrela massiva durante uma supernova.

O que diferencia os magnetares de outras estrelas de nêutrons é que eles também têm os campos magnéticos conhecidos mais poderosos do universo. Para comparação, a força do campo magnético terrestre tem um valor de cerca de um Gauss, enquanto um ímã de geladeira mede cerca de 100 Gauss. Os magnetares, por outro lado, têm campos magnéticos de cerca de um quatrilhão (1015) de Gauss. Um magnetar a um sexto da distância à Lua (cerca de 64 mil quilômetros) apagaria os dados de todos os cartões de crédito na Terra.

O mais jovem conhecido

Em 12 de março de 2020, astrônomos detectaram um novo magnetar com o telescópio Neil Gehrels Swift, da Nasa. O J1818.0-1607 é apenas o 31º magnetar conhecido, entre cerca de 3 mil estrelas de nêutrons conhecidas.

Após observações de acompanhamento, os pesquisadores determinaram que esse objeto, denominado J1818.0-1607, era especial por outros motivos. Primeiramente, pode ser o magnetar mais jovem conhecido, com uma idade estimada em cerca de 500 anos. Isso se baseia na rapidez com que a taxa de rotação está diminuindo e na suposição de que ele nasceu girando muito mais rápido. Em segundo lugar, ele também gira mais rápido do que qualquer magnetar previamente descoberto: uma vez a cada 1,4 segundo.

As observações do Chandra do J1818.0-1607, obtidas menos de um mês após a descoberta com o Swift, deram aos astrônomos a primeira visão de alta resolução desse objeto em raios X. Os dados do Chandra revelaram uma fonte pontual onde o magnetar estava localizado. Ela está cercada por emissão difusa de raios X, provavelmente causada por raios X refletidos na poeira localizada em sua vizinhança. (Parte dessa emissão difusa de raios X também pode ser dos ventos soprando da estrela de nêutrons.)

Emissão de ondas de rádio

Harsha Blumer, da Universidade da Virgínia Ocidental (EUA), e Samar Safi-Harb, da Universidade de Manitoba (Canadá), publicaram recentemente os resultados das observações do Chandra de J1818.0-1607 na revista “The Astrophysical Journal Letters”.

A imagem composta mostrada no alto contém um amplo campo de visão no infravermelho de duas missões da Nasa, o telescópio espacial Spitzer e o Wide-Field Infrared Survey Explorer (Wise), obtido antes da descoberta do magnetar. Os raios X do Chandra mostram o magnetar em roxo. O magnetar está localizado próximo ao plano da Via Láctea, a uma distância de cerca de 21 mil anos-luz da Terra.

Outros astrônomos também observaram J1818.0-1607 com radiotelescópios, como o Karl Jansky Very Large Array (VLA), da National Science Foundation dos EUA. Esses cientistas determinaram que ele emite ondas de rádio. Isso implica que J1818.0-1607 também tem propriedades semelhantes às de um típico “pulsar movido a rotação”. Esse tipo de estrela de nêutrons emite feixes de radiação detectados como pulsos repetitivos de emissão à medida que gira e desacelera. Apenas cinco magnetares, incluindo este, foram registrados para agir também como pulsares. Eles constituem menos de 0,2% da população conhecida de estrelas de nêutrons.

Campo de destroços

As observações do Chandra também podem fornecer suporte para essa ideia geral. Safi-Harb e Blumer estudaram a eficiência com que o J1818.0-1607 está convertendo energia de sua taxa decrescente de spin em raios X. Elas concluíram que essa eficiência é menor do que a normalmente encontrada para magnetares e provavelmente está dentro da faixa encontrada para outros pulsares movidos a rotação.

A explosão que criou um magnetar dessa idade teria deixado para trás um campo de destroços detectável. Para pesquisarem esse remanescente de supernova, Safi-Harb e Blumer analisaram os raios X do Chandra, os dados infravermelhos do Spitzer e os dados de rádio do VLA. Com base nos dados do Spitzer e do VLA, elas encontraram possíveis evidências de um remanescente, mas a uma distância relativamente grande do magnetar. Para cobrir essa distância, o magnetar precisaria ter viajado a velocidades muito superiores às das estrelas de nêutrons mais rápidas conhecidas, mesmo supondo que ele seja muito mais antigo do que o esperado, o que permitiria mais tempo de viagem.

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