Super protuberâncias estelares!

2003-10-16

Distribuição dos candidatos a magnetares na Via Láctea. O ponto vermelho situado abaixo do plano da Galáxia encontra-se na Grande Nuvem de Magalhães. Crédito: Rob Duncan.
No dia 24 de Agosto de 1998, ocorreu no Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
uma explosão tão potente como a de cem milhões de bombas de hidrogénio. Satélites em órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
da Terra registaram uma torrente de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
e, minutos depois, foram bombardeados com rápidos protões
protão
Partícula que, juntamente com o neutrão, constitui os núcleos atómicos. Todos os átomos têm pelo menos um protão e é o número de protões que determina o elemento químico do átomo. Os protões têm carga eléctrica positiva. Os protões são formados por três quarks (dois u e um d), são bariões (e hadrões), e o seu spin é um número semi-inteiro.
solares. O campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
da Terra foi afectado e os radioamadores sentiram um "apagão" de ondas curtas. Nenhuma destas ocorrências chegou às manchetes dos jornais. A explosão era uma protuberância solar de classe X, bastante comum em anos próximos do máximo de actividade solar
actividade solar
A actividade solar consiste no conjunto de fenómenos ou processos físicos que se manifestam, com maior ou menor intensidade, durante o ciclo solar. Por exemplo, fazem parte da actividade solar a ocorrência de manchas solares, as protuberâncias, o vento solar, ou as ejecções de matéria coronal.
, como foi o caso do ano de 1998.

Um dias depois, sem surpresa, outro choque afectou os satélites, raios-X e raios-gama foram detectados e os radioamadores sentiram outro apagão. Parecia outra protuberância de classe X, excepto que a protuberância não vinha do Sol, mas sim do espaço exterior. A fonte era SGR 1900+14, uma estrela de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
a cerca de 45 000 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
. SGR 1900+14 é um tipo especial de estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de neutrões
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
designado por magnetar
magnetar
Um magnetar é uma estrela de neutrões com um campo magnético extremamente intenso gerado pela rotação da estrela sobre si própria, cuja velocidade angular é da ordem de mil rotações por segundo.
. Os magnetares têm os campos magnéticos mais fortes do Universo: mil milhões de milhões de gauss
gauss (G)
O gauss (G, ou Gs) é a unidade CGS de densidade de fluxo magnético, ou indução magnética, que mede a intensidade do campo magnético: 1 gauss = 0,0001 tesla.
(1 com 15 zeros). Para comparar, o campo magnético do Sol é menor que 10 gauss na maior parte da sua superfície, e é de cerca de 1000 gauss nas manchas solares.

O magnetismo e as protuberâncias andam acompanhados. No Sol, as protuberâncias acontecem quando as linhas de campo magnético por cima das manchas solares são torcidas e esticadas. São como elásticos que se rompem e estalam quando são demasiadamente esticados. É o que os físicos designam por reconexão magnética
reconexão magnética
A reconexão magnética é um processo físico fundamental que ocorre em plasmas magnetizados em torno da Terra, do Sol e das outras estrelas, e ainda em reactores de fusão. Este processo modifica a topologia dos campos magnéticos através do rompimento e da reconexão das linhas de força. Ao fazê-lo, a energia magnética pode ser convertida noutros tipos de energia, como por exemplo energia cinética, calor, ou luz.
. No Sol, os fenómenos de reconexão libertam uma energia de cerca de 1032 erg
erg
O erg é a unidade de energia no sistema de unidades CGS, e é igual a 10-7 joule.
. Nos magnetares, a emissão é um milhão de milhões de vezes mais energética!

Quando o impacto da onda vinda de SGR 1900+14 chegou no dia 27 de Agosto de 1998, alcançou o lado nocturno do nosso planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
- algo que as protuberâncias solares evidentemente nunca fazem - "tostando" a alta atmosfera da Terra
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
. A radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
dissociou átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
e moléculas
molécula
Uma molécula é a unidade mais pequena de um composto químico, sendo constituída por um ou mais átomos, ligados entre si pelas interacções dos seus electrões.
em iões
ião
Átomo ou molécula que perdeu ou ganhou um ou mais electrões.
carregados. Dado que estes iões interagem com sinais de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
, absorvendo-os ou reflectindo-os, os ouvintes da rádio puderam suspeitar de que algo de anormal se passava. Nenhum mal aconteceu, mas o evento causou uma profunda impressão nos astrónomos. A longínqua SGR 1900+14 tinha "tocado" no nosso planeta. O fenómeno dá-se mais frequentemente do que a maioria das pessoas julga. Desde 1998 registaram-se 10 episódios, 5 causados por SGR 1900+14, e os outros por fontes desconhecidas. Estas fontes desconhecidas são provavelmente magnetares ainda por descobrir. A melhor maneira de encontrar um magnetar é detectá-lo durante a sua fulguração
fulguração
Uma fulguração é uma libertação de energia de forma explosiva da qual resulta um aumento rápido do brilho do astro no qual ocorre. São exemplo deste tipo de fenómenos as fulgurações solares, associadas às manchas solares, bem como as fulgurações de raios-X, que ocorrem em estrelas de neutrões, e de raios gama, que se sabe estarem relacionadas com as explosões de supernova.
. Contudo, o problema é que os episódios são imprevisíveis e breves, durando por vezes uma décima de segundo. Até à data só se conhecem 10 destas estrelas.

Novos magnetares são activamente procurados pela rede IPN (do inglês Interplanetary Network) que é constituída por um conjunto de sondas espalhadas pelo Sistema Solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
. Entre os membros da IPN estão por exemplo as sondas Ulisses
Ulisses
Missão conjunta da ESA e da NASA lançada em 1990 para explorar as regiões do espaço por cima dos pólos do Sol.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
/ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
), 2001 Mars Odyssey
2001 Mars Odyssey
A missão 2001 Mars Odyssey é uma missão da NASA destinada ao planeta vermelho, Marte, com o objectivo de utilizar câmaras e espectrógrafos para procurar evidências da existência de água líquida e de actividade vulcânica, tanto no passado como no presente. Lançada em 7 de Abril de 2001, a sonda chegou a Marte em 24 de Outubro de 2001 e ficou a orbitar o planeta. Observações realizadas pela Mars Odyssey em 26 de Maio de 2002 deram indícios da existência de enormes depósitos de gelo de água abaixo da superfície do planeta.
(NASA), e RHESSI
Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI)
Esta missão é uma pequena missão da NASA lançada em 5 de Fevereiro de 2002 cujo objectivo principal é o de explorar os mecanismos físicos básicos de aceleração de partículas e de libertação explosiva de energia nas protuberâncias solares.
(NASA). Nenhuma destas missões é dedicada à pesquisa de magnetares, mas os detectores de raios-X e gama que levam a bordo permitem detectar magnetares como bónus. Quando uma onda de radiação varre o Sistema Solar, ela atinge cada sonda em momentos ligeiramente diferentes. A posição do magnetar é depois determinada por simples triangulação. Imediatamente, as coordenadas são enviadas por correio electrónico a astrónomos em todo o mundo para que possam observar o magnetar a partir de telescópios situados no solo.

Fonte: http://science.msfc.nasa.gov/headlines/y2003/12sep_magnetars.htm