Telescópio instalado na ISS flagra atividade nunca antes vista em uma explosão de magnetar

Telescópio instalado na ISS flagra atividade nunca antes vista em uma explosão de magnetar

21 de março de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Pela primeira vez, cientistas da Nasa conseguiram detectar uma fusão de pontos de raios-X de vários milhões de graus Celsius na superfície de um magnetar, uma estrela de nêutrons supermagnetizada. A observação foi feita graças ao telescópio Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), instalado na Estação Espacial Internacional (ISS).

Projetado para estudo dos ambientes gravitacionais, eletromagnéticos e de física nuclear das estrelas de nêutron, o Explorador de Composição de Interiores de Estrelas de Nêutrons (em tradução literal) registrou o evento em um magnetar localizado há mais de 13 mil anos-luz de distância.

“NICER rastreou como três pontos quentes brilhantes e emissores de raios-X vagavam lentamente pela superfície do objeto, ao mesmo tempo em que diminuíram de tamanho, fornecendo uma olhada ainda melhor nesse fenômeno”, disse George Younes, pesquisador da Universidade George Washington e do Centro de Voo Espacial Goddard, da Nasa. “O maior ponto eventualmente se juntou com um menor, que é algo que nunca vimos antes”.

Esse conjunto único de observações, descrito em um artigo publicado no The Astrophysical Journal Letters, ajudará a guiar os cientistas para uma compreensão mais completa da interação entre a crosta e o campo magnético desses objetos extremos.

Magnetar foi monitorado por mais de um mês

Um magnetar é um tipo de estrela de nêutrons isolada, um núcleo estelar esmagado deixado para trás quando uma estrela maciça explode. Comprimindo mais massa do que o Sol em uma bola de cerca de 20 quilômetros de diâmetro, uma estrela de nêutrons é feita de matéria tão densa que uma colher de chá pesaria tanto quanto uma montanha na Terra.

Segundo os astrofísicos, o que diferencia os magnetares é que eles ostentam os campos magnéticos mais fortes do universo, até 10 trilhões de vezes mais intensos que os de um ímã de geladeira e mil vezes mais fortes que uma estrela de nêutrons comum. O campo magnético é como um enorme depósito de energia que, quando perturbado, pode alimentar uma explosão de atividade de raio-X aprimorada que dura meses ou até anos.

Gráfico mostra 37 dias de evolução no pico de emissão de raios-X da SGR 1830, como visto pelo telescópio NICER. Nesta animação, a fase rotacional da estrela avança da esquerda para a direita, com a energia medida mostrada verticalmente. As áreas em verde, amarelo e vermelho indicam regiões que produzem o maior número de raios-X, os pontos quentes do magnetar, que mudam de intensidade. Crédito: NASA/NICER/G. Younes et al. 2022

Em 2020, o Observatório Neil Gehrels Swift, da Nasa, descobriu tal explosão de um magnetar chamado SGR 1830-0645, localizado na constelação de Scutum. Embora sua distância não seja precisamente conhecida, os astrônomos estimam que o objeto esteja a cerca de 13 mil anos-luz de distância. O telescópio de raios-X de Swift detectou pulsos repetidos que revelaram que o objeto estava girando a cada 10,4 segundos.

Medições das observações feitas nesse dia indicam que a emissão de raios-X exibiu três picos próximos a cada rotação, que foram causados quando três regiões de superfície individuais muito mais quentes do que seus arredores entraram e saíram da vista dos pesquisadores.

NICER observou SGR 1830 quase diariamente por 37 dias, período após o qual o Sol passou a estar muito perto do campo de visão para uma observação segura. Durante esse tempo, os picos de emissão mudaram gradualmente, ocorrendo em momentos ligeiramente diferentes na rotação do magnetar. 

Movimento se assemelha ao das placas tectônicas na Terra

Os resultados favorecem um modelo onde as manchas se formam e se movem como resultado do movimento crosta, da mesma forma que o movimento das placas tectônicas na Terra impulsiona a atividade sísmica. “A crosta de uma estrela de nêutrons é imensamente forte, mas o intenso campo magnético de um magnetar pode esticá-la além de seus limites”, disse Sam Lander, astrofísico da Universidade de East Anglia, em Norwich, no Reino Unido, e coautor do artigo. “Entender esse processo é um grande desafio para os teóricos, e agora NICER nos trouxe um olhar muito mais direto sobre como a crosta se comporta sob estresse extremo”.

Segundo a equipe, essas observações revelam uma única região ativa onde a crosta se tornou parcialmente derretida, lentamente se deformando sob estresse magnético. Os três pontos quentes em movimento provavelmente representam locais onde os arcos coronais — semelhantes aos arcos brilhantes de plasma vistos no Sol — se conectam à superfície. A interação entre os arcos e o movimento crosta impulsiona o comportamento à deriva e à fusão.

“Mudanças na forma do pulso, incluindo a diminuição do número de picos, foram vistas anteriormente apenas em algumas observações ‘instantâneas’ amplamente separadas no tempo, então não havia como rastrear sua evolução”, disse Zaven Arzoumanian, líder científico da missão NICER no Goddard. “Tais mudanças poderiam ter ocorrido de repente, o que seria mais consistente com um campo magnético arrastado do que pontos quentes errantes”.