Quando as estrelas atingem o final de sua sequência principal, elas sofrem um colapso gravitacional, ejetando suas camadas mais externas em uma explosão de supernova. O que resta depois é um núcleo denso e giratório composto principalmente de nêutrons (também conhecido como estrela de nêutrons), dos quais apenas 3000 são conhecidos por existir na Galáxia da Via Láctea. Um subconjunto ainda mais raro de estrelas de nêutrons são magnetares, dos quais apenas duas dúzias são conhecidas em nossa galáxia.
Essas estrelas são especialmente misteriosas, possuindo campos magnéticos extremamente poderosos que são quase poderosos o suficiente para separá-los. E, graças a um novo estudo de uma equipe de astrônomos internacionais, parece que o mistério dessas estrelas só se aprofundou. Usando dados de uma série de observatórios de rádio e raio-x, a equipe observou um magnetar no ano passado que estava inativo por cerca de três anos e agora está se comportando de maneira um pouco diferente.
O estudo, intitulado “Renascimento do Magnetar PSR J1622–4950: Observações com o MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, Rápido, Chandrae NuSTAR", Apareceu recentemente em The Astrophysical Journal. A equipe foi liderada pelo Dr. Fernando Camilo - o cientista chefe do Observatório de Radioastronomia da África do Sul (SARAO) - e incluiu mais de 200 membros de várias universidades e instituições de pesquisa de todo o mundo.
Os magnetares são assim chamados porque seus campos magnéticos são até 1000 vezes mais fortes que os das estrelas pulsantes comuns de nêutrons (também conhecidas como pulsares). A energia associada a esses campos é tão poderosa que quase quebra a estrela, tornando-a instável e exibindo grande variabilidade em termos de propriedades físicas e emissões eletromagnéticas.
Enquanto todos os magnetares emitem raios-X, apenas quatro são conhecidos por emitir ondas de rádio. Um deles é o PSR J1622-4950 - um magnetar localizado a cerca de 30.000 anos-luz da Terra. Desde o início de 2015, este magnetar estava em estado inativo. Mas, como a equipe indicou em seu estudo, os astrônomos que usam o Telescópio de Rádio CSIRO Parkes na Austrália observaram que ele estava se tornando ativo novamente em 26 de abril de 2017.
Na época, o magnetar emitia pulsos de rádio brilhantes a cada quatro segundos. Alguns dias depois, Parkes foi desligado como parte de uma rotina de manutenção planejada que durou um mês. Na mesma época, o radiotelescópio MeerKAT da África do Sul começou a monitorar a estrela, apesar de ainda estar em construção e apenas 16 de suas 64 antenas de rádio estavam disponíveis. O Dr. Fernando Camilo descreve a descoberta em um recente comunicado de imprensa da SKA África do Sul:
“[As] observações do MeerKAT provaram ser essenciais para entender os poucos fótons de raios-X que capturamos com os telescópios orbitais da NASA - pela primeira vez, os pulsos de raios-X foram detectados nesta estrela a cada 4 segundos. Em conjunto, as observações relatadas hoje nos ajudam a desenvolver uma imagem melhor do comportamento da matéria em condições físicas inacreditavelmente extremas, completamente diferentes das que podem ser experimentadas na Terra ”.
Depois que as observações iniciais foram feitas pelos observatórios Parkes e MeerKAT, as observações de acompanhamento foram realizadas usando o observatório espacial de raios-X XMM-Newton, a Swift Gamma-Ray Burst Mission, o Chandra X-ray Observatory e o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Com essas observações combinadas, a equipe observou algumas coisas muito interessantes sobre este magnetar.
Por um lado, eles determinaram que a densidade do fluxo de rádio do PSR J1622-4950, embora variável, era aproximadamente 100 vezes maior do que era durante o estado inativo. Além disso, o fluxo de raios-x era pelo menos 800 vezes maior um mês após a reativação, mas começou a decair exponencialmente ao longo de um período de 92 a 130 dias. No entanto, as observações do rádio observaram algo inesperado no comportamento do magnetar.
Enquanto a geometria geral que foi deduzida das emissões de rádio do PSR J1622-4950 era consistente com o que foi determinado vários anos antes, suas observações indicaram que as emissões de rádio agora vinham de um local diferente na magnetosfera. Acima de tudo, isso indica como as emissões de rádio dos magnetares podem diferir dos pulsares comuns.
Essa descoberta também validou o MeerKAT Observatory como um instrumento de pesquisa de classe mundial. Este observatório faz parte do Square Kilometer Array (SKA), o projeto de telescópio com múltiplos rádios que está construindo o maior rádio telescópio do mundo na Austrália, Nova Zelândia e África do Sul. Por sua vez, o MeerKAT usa 64 antenas de rádio para coletar imagens de rádio do Universo para ajudar os astrônomos a entender como as galáxias evoluíram ao longo do tempo.
Dado o grande volume de dados coletados por esses telescópios, o MeerKAT conta com a tecnologia de ponta e com uma equipe altamente qualificada de operadores. Como Abbott indicou, “temos uma equipe dos engenheiros e cientistas mais brilhantes da África do Sul e do mundo trabalhando no projeto, porque os problemas que precisamos resolver são extremamente desafiadores e atraem os melhores”.
O professor Phil Diamond, diretor-geral da organização SKA que liderou o desenvolvimento da matriz de quilômetros quadrados, também ficou impressionado com a contribuição da equipe do MeerKAT. Como ele declarou em um comunicado de imprensa da SKA:
“Parabéns aos meus colegas da África do Sul por essa conquista extraordinária. Construir esses telescópios é extremamente difícil, e esta publicação mostra que o MeerKAT está se preparando para os negócios. Como um dos telescópios precursores do SKA, isso é um bom presságio para o SKA. O MeerKAT será finalmente integrado à Fase 1 do telescópio SKA-mid, elevando o total de antenas à nossa disposição para 197, criando o radiotelescópio mais poderoso do planeta ”.
Quando o SKA entrar em operação, será um dos telescópios terrestres mais poderosos do mundo e aproximadamente 50 vezes mais sensível do que qualquer outro instrumento de rádio. Juntamente com outros telescópios espaciais e espaciais da próxima geração, espera-se que as coisas que ele revele sobre o nosso Universo e como ele evoluiu ao longo do tempo sejam verdadeiramente inovadoras.
Mais longe Leitura: SKA África, SKA, The Astrophysical Journal
