4940: J1818.0-1607: Chandra estuda magnetar extraordinário

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ampliação de J1818.0-1607.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Univ. da Virgínia Ocidental/H. Blumer; infravermelho (Spitzer e Wise) – NASA/JPL-CalTech/Spitzer

Em 2020, os astrónomos acrescentaram um novo membro a uma família exclusiva de objectos 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 objecto incrivelmente denso composto principalmente de neutrões compactados, que se forma a partir do colapso do núcleo de uma estrela massiva durante uma super-nova.

O que diferencia os magnetares de outras estrelas de neutrões é que também têm os campos magnéticos mais poderosos conhecidos do Universo. Para fins de contexto, 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. Se um magnetar estivesse localizado a um-sexto do caminho até à Lua (cerca de 64.000 quilómetros), apagaria os dados de todos os cartões de crédito na Terra.

No dia 12 de Março de 2020, os astrónomos detectaram 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 objecto 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 reflectidos 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 na revista científica 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 detectados 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 detectável. Para pesquisar este remanescente de super-nova, 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.

Astronomia On-line
12 de Janeiro de 2021