Descoberta do mistério dos magnetares: Estrelas de neutrões que parecem mais complexas do que se pensava
Os magnetares são estrelas de neutrões com poderosos campos magnéticos e o seu comportamento pode ser mais complexo do que os astrónomos pensavam.
O telescópio Lovell em Jodrell Bank permitiu a uma equipa internacional de investigadores fazer um grande avanço na compreensão do extraordinário comportamento de um magnetar. Os magnetares são um tipo de estrela de neutrões com um campo magnético extremamente potente; pensa-se que podem ser a causa de muitas explosões rápidas de rádio.
Observações de emissões de rádio provenientes da XTE J1810-197, uma estrela anteriormente adormecida localizada a 8000 anos-luz de distância, mostram que está a emitir luz fortemente polarizada e em rápida mudança e implicam que as interações à superfície da estrela são mais complicadas do que as explicações teóricas sugeriam.
Ficar de olho
O XTE J1810-197 é apenas um de um punhado de magnetares conhecidos que produzem impulsos de rádio, uma vez que o comportamento é extremamente raro. Foi observado pela primeira vez a emitir sinais de rádio em 2003, antes de ficar em silêncio durante a década seguinte; os sinais foram novamente detetados pelo telescópio Lovell de 76 m em 2018.
Desde então, investigadores da Universidade de Manchester, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, do CSIRO e da Universidade de Southampton têm estado atentos, utilizando os telescópios Lovell, Effelsberg e Murriyang.
"Era crucial continuar a observar o magnetar com radiotelescópios mesmo quando estava desligado, por isso conseguimos apanhá-lo logo após a explosão radioativa", explica a Dra. Lina Levin Preston, investigadora associada da Universidade de Manchester.
"Esta é a primeira vez que temos dados suficientemente densos e no momento certo para podermos resolver esta precessão e o seu amortecimento, o que foi possível graças a muitos anos de monitorização dedicada desta fonte com grandes radiotelescópios, incluindo o Telescópio Lovell em Jodrell Bank."
Mudanças significativas
A equipa observou mudanças significativas nos sinais de rádio que emanavam do magnetar, especialmente na forma como a luz era polarizada, o que significa que o feixe de rádio do magnetar estava a mudar de direção em relação à Terra.
Pensa-se que isto foi causado pela precessão livre, em que o magnetar oscila ligeiramente devido a pequenas assimetrias na sua estrutura, como um pião. Esta oscilação diminuiu inesperadamente de forma rápida ao longo de alguns meses, antes de parar completamente, contradizendo a crença de muitos astrónomos de que a repetição de rajadas rápidas de rádio poderia ser causada por magnetares em precessão.
"Esperávamos ver algumas variações na polarização da emissão deste magnetar, pois já o sabíamos de outros magnetares, mas não esperávamos que estas variações fossem tão sistemáticas, seguindo exatamente o comportamento que seria causado pela oscilação da estrela", explica Gregory Desvignes do Instituto Max Planck de Radioastronomia, autor principal de um dos dois artigos publicados na Nature Astronomy.
Mas o motivo das alterações da polarização circular, em que a luz parece espiralar à medida que se desloca no espaço, continua por esclarecer.
"Os nossos resultados sugerem que existe um plasma sobreaquecido por cima do pólo magnético do magnetar, que atua como um filtro polarizador", diz o Dr. Marcus Lower, um pós-doutorado que liderou a investigação australiana utilizando o Murriyang, o radiotelescópio Parkes da CSIRO. "A forma exata como o plasma está a fazer isto ainda está por determinar".
"As nossas descobertas demonstram que processos físicos exóticos estão envolvidos na produção das ondas de rádio que podemos detetar com radiotelescópios sensíveis. Além disso, aprendemos que os magnetares são ímanes ultra-fortes no espaço que giram de formas complicadas", acrescenta Patrick Weltevrede, coautor de ambos os artigos e Professor Sénior de Astrofísica de Pulsares em Manchester.
Referências da notícia:
Lower, M.E., Johnston, S., Lyutikov, M. et al. (2024) Linear to circular conversion in the polarized radio emission of a magnetar. Nature Astronomy.
Desvignes, G., Weltevrede, P., Gao, Y. et al. (2024) A freely precessing magnetar following an X-ray outburst. Nature Astronomy.