O magnetar mais jovem de sempre emite pulsos regulares de luz

Em 2020, os astrónomos acrescentaram 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 é também um pulsar, o que significa que emite pulsos regulares de luz.

Os magnetares são um tipo de estrela de neutrões, um objeto incrivelmente denso composto principalmente de neutrões 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 neutrões é que também têm os campos magnéticos mais poderosos conhecidos do Universo. A força do campo magnético do nosso planeta tem um valor de aproximadamente 1 G (gauss), enquanto um imã num frigorífico mede cerca de 100 G. Os magnetares, por outro lado, têm campos magnéticos de cerca de mil biliões G.

No dia 12 de março de 2020, os astrónomos detetaram um novo magnetar com o Telescópio Neil Gehrels Swift da NASA. Este é apenas o 31.º magnetar conhecido, entre cerca de 3000 estrelas de neutrões já catalogadas.

Após observações de acompanhamento, os investigadores determinaram que este objeto, denominado J1818.0-1607, era especial por outros motivos.

Em primeiro lugar, pode ser o magnetar mais jovem conhecido, com uma idade estimada em cerca de 500 anos. Isto baseia-se no ritmo a que a rotação diminui e na suposição de que nasceu a girar muito mais depressa. Em segundo lugar, também gira a uma velocidade muito mais elevada do que qualquer outro magnetar descoberto anteriormente, completando uma rotação a cada 1,4 segundos.

As observações de J1818.0-1607 pelo Chandra obtidas menos de um mês após a descoberta com o Swift deram aos astrónomos a primeira visão de alta resolução deste objeto em raios-X.

Os dados do Chandra revelaram uma fonte pontual onde o magnetar estava localizado, que é cercada por emissão difusa de raios-X, provavelmente provocada por raios-X refletidos na poeira localizada na sua vizinhança (parte desta emissão difusa de raios-X também pode ser de ventos que sopram da estrela de neutrões).

Harsha Blumer, da Universidade da Virgínia Ocidental, e Samar Safi-Harb, da Universidade de Manitoba, no Canadá, publicaram recentemente os resultados das observações de J1818.0-1607 com o Chandra no The Astrophysical Journal Letters.

A imagem composta contém um amplo campo de visão no infravermelho de duas missões da NASA, o Telescópio Espacial Spitzer e o WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), obtido antes da descoberta do magnetar. Os raios-X do Chandra mostram o magnetar a roxo. O magnetar está localizado perto do plano da Via Láctea a uma distância de aproximadamente 21.000 anos-luz da Terra.

Outros astrónomos também observaram J1818.0-1607 com radiotelescópios, como o VLA (Karl Jansky Very Large Array) da NSF, e determinaram que emite ondas de rádio.

Isto implica que também tem propriedades semelhantes às de um típico “pulsar movido a rotação”, um tipo de estrela de neutrões que emite feixes de radiação que são detetados como pulsos repetidos de emissão à medida que gira e desacelera.

Apenas cinco magnetares, incluindo este, foram registados a agir também como pulsares, constituindo menos de 0,2% da população conhecida de estrelas de neutrões.

As observações do Chandra também podem fornecer suporte a esta ideia geral. Safi-Harb e Blumer estudaram a eficácia a que J1818.0-1607 converte energia, a partir do seu ritmo decrescente de rotação, em raios-X. Eles concluíram que esta eficiência é mais baixa do que a encontrada normalmente para magnetares, e provavelmente dentro da gama encontrada para outros pulsares movidos a rotação.

Seria expectável que a explosão que produziu um magnetar desta idade tivesse deixado para trás um campo de destroços detetável.

Para pesquisar este 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, encontraram possíveis evidências de um remanescente, mas a uma distância relativamente grande do magnetar.

A fim de cobrir essa distância, o magnetar precisaria de ter viajado a velocidades muito superiores às das estrelas de neutrões mais rápidas conhecidas, mesmo supondo que seja muito mais antigo do que o esperado, o que permitiria mais tempo de viagem.