Uma equipe internacional de astrônomos utilizou um poderoso conjunto de radiotelescópios para obter novas informações acerca de um magnetar com apenas algumas centenas de anos.
© NRAO (ilustração de um magnetar)
Ao captar medições precisas da posição e velocidade do objeto, obtiveram novas pistas do seu percurso de desenvolvimento.
Quando uma estrela de massa relativamente elevada entra em colapso no fim da sua vida e explode como supernova, pode deixar para trás uma estrela superdensa chamada estrela de nêutrons. Forças extremas durante a sua formação fazem frequentemente com que as estrelas de nêutrons girem muito depressa, emitindo feixes de luz como um farol. Quando esse feixe está alinhado de forma a ser visível da Terra, a estrela é também chamada pulsar. E, quando uma estrela de nêutrons se forma com uma rotação rápida como um pulsar e um campo magnético milhares de vezes mais forte do que uma estrela de nêutrons típica, é-lhe dada a designação de magnetar.
Estas estrelas têm aproximadamente o dobro da massa do nosso Sol num tamanho físico da ordem de dezenas de quilômetros. Apesar de existirem muitas semelhanças entre as estrelas de nêutrons, os pulsares e os magnetares, os astrônomos ainda estão intrigados quanto às condições que levam estas estrelas extremas a evoluir para percursos tão distintos.
Agora, uma equipe de astrônomos liderada por Hao Ding do Observatório Mizusawa VLBI do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), utilizou o VLBA (Very Long Baseline Array) do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) para determinar as características fundamentais de um magnetar recém-descoberto com níveis de precisão sem precedentes.
Atualmente, conhecem-se 30 magnetares, mas apenas 8 deles são suficientemente semelhantes para serem relevantes para este estudo. O VLBA foi utilizado durante um período de 3 anos para recolher dados sobre a posição e sobre a velocidade do magnetar Swift J1818.0-1607, que foi descoberto no início de 2020. Pensa-se que Swift J1818.0-1607 seja o mais jovem descoberto até à data e é o magnetar de rotação mais rápida, completando uma em apenas 1,36 segundos.
O Swift J1818.0-1607 está localizado na direção da constelação de Sagitário. Situado do outro lado do bojo galáctico central, dentro da Via Láctea, e a apenas 22.000 anos-luz de distância, está relativamente próximo da Terra. Perto o suficiente para utilizar o método da paralaxe para determinar com precisão a sua localização tridimensional dentro da Galáxia. O método de paralaxe calcula a distância usando a mudança aparente na posição de um objeto em relação a objetos de fundo conhecidos e distantes.
O tempo de vida de um magnetar é ainda desconhecido, mas os estima-se que o Swift J1818.0-1607 tenha apenas algumas centenas de anos. As brilhantes emissões de raios X de um magnetar necessitam de um mecanismo de fluxo energético extremamente elevado; apenas o rápido decaimento do seu intenso campo magnético pode explicar o poder por detrás destas assinaturas espectrais. Mas este é também um processo extremo. Para as estrelas comuns na sequência principal, as estrelas azuis brilhantes têm vidas muito curtas porque gastam o seu combustível muito mais depressa do que as suas irmãs amarelas. A física é diferente para os magnetares, mas é provável que eles também tenham vidas mais curtas do que os seus parentes pulsares.
Além disso, os magnetares também podem apresentar emissões na extremidade inferior do espectro eletromagnético, em comprimentos de onda de rádio. Para estas emissões, a radiação síncrotron proveniente da rotação rápida do magnetar é provavelmente a fonte de energia. Na radiação de síncrotron, o plasma que rodeia a estrela de nêutrons está tão ligado à superfície da estrela que gira a uma velocidade muito próxima da velocidade da luz, gerando emissões em comprimentos de onda de rádio.
A velocidade em astronomia é mais facilmente descrita como tendo dois componentes, ou direções. A sua velocidade radial descreve a rapidez com que se move ao longo da linha de visão, o que neste caso significa ao longo do raio da Galáxia. Para um magnetar como Swift J1818.0-1607, localizado do outro lado do bojo central, há demasiado material no caminho para determinar com precisão a velocidade radial. A velocidade transversal, por vezes chamada velocidade peculiar, descreve o movimento perpendicular ao plano da Galáxia, e é mais facilmente discernível.
À medida que os astrônomos tentam compreender os processos de formação que são comuns e os que são diferentes entre estrelas de nêutrons, pulsares e magnetares, esperam usar medições precisas da velocidade transversal para ajudar a analisar as condições que fazem com que uma estrela evolua por um destes três percursos.
Este estudo reforça a teoria de que é improvável que os magnetares se formem nas mesmas condições que os jovens pulsares, sugerindo assim que os magnetares surgem sob processos de formação mais exóticos.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory
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