Os magnetares são mais comuns do que se julgava

2004-01-29

Visão artística de um magnetar com as suas linhas de campo magnético desenhadas. Crédito: Robert S. Mallozzi, UAH/NASA MSFC.
Novas observações de explosões numa ultra-poderosa 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.
magnética eruptiva sugerem que estes objectos exóticos, chamados magnetares (e capazes de limpar a informação de um cartão de crédito a 160000 quilómetros de distância), são muito mais comuns do que se supunha. O trabalho baseia-se em observações realizadas com os observatórios espaciais XMM-Newton
X-ray Spectroscopy Multi-Mirror Mission (XMM-Newton)
Satélite de raios-X da Agência Espacial Europeia colocado em órbita no dia 10 de Dezembro de 1999, com a ajuda de um foguetão Ariane 5. Este satélite é o segundo de uma série de missões no âmbito do programa espacial europeu de longo termo Horizon 2000.
, da ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
, e Rossi X-Ray Timing Explorer
Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)
O observatório espacial de raios-X RXTE, da NASA, é uma missão que teve início em 1995 e ainda está a decorrer, e tem como objectivo observar, com extrema rapidez, buracos negros, estrelas de neutrões, pulsares de raios-X e fulgurações de raios-X. Uma grande vantagem do RXTE é a sua capacidade de observar alterações que ocorrem no brilho de fontes de raios-X, tanto num milésimo de segundo, como ao longo de anos.
, da 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.
.

Apenas se conhecem cerca de dez magnetares na Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
. Segundo o investigador principal da equipa, o Dr. Peter Woods da NASA, se o 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.
que têm estado a estudar é típico, acendendo-se e apagando-se mas sem nunca se tornar excepcionalmente brilhante, então poderiam existir mais umas centenas de magnetares na nossa Galáxia.

A fonte em questão é um candidato a magnetar chamado 1E 2259+586, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
de Cassiopeia, a aproximadamente 18000 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.
da Terra. Um magnetar é um tipo especial de 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.
. Uma estrela de neutrões é uma esfera compacta de uns 15 quilómetros de diâmetro, o núcleo do que resta do colapso de uma estrela com cerca de dez vezes a massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
. Os magnetares, por razões que ainda não se compreendem, têm campos magnéticos
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.
mil vezes mais fortes do que as estrelas de neutrões normais.

Nem todos os cientistas estão convencidos de que as estrelas de neutrões podem ser tão magnéticas. Assim, os candidatos a magnetares são frequentemente referidos na literatura científica como Repetidores de Raios Gama Moles
Soft Gamma-ray Repeater (SGR)
Um Repetidor de Raios Gama Moles é, de acordo com a teoria vigente, uma fase curta na vida de um magnetar. Durante este período, a estrela tem surtos de emissão de raios gama moles provocados por tremores de estrela devido ao campo magnético na sua superfície.
(SGR) ou Pulsares de Raios-X Anómalos
Anomalous X-ray Pulsar (AXP)
Um Pulsar de Raios-X Anómalo é um pulsar que emite raios-X, mas cuja fonte de energia é misteriosa. De acordo com as mais recentes teorias, pensa-se que, ou é uma estrela de neutrões isolada a acretar matéria de um disco (formado pelos restos da explosão de supernova que deu origem à estrela de neutrões), ou é um magnetar (uma estrela de neutrões altamente magnetizada).
(AXP), dependendo das características das suas erupções. Em 2002, os membros desta equipa de observação ajudaram a estabelecer a ligação entre SGRs e AXPs. A fonte 1E 2259+586 é por vezes chamada um AXP.

Apesar de toda a sua energia, os magnetares não são sempre objectos brilhantes. A oportunidade de os estudar acontece quando surgem, sem aviso, erupções que podem durar desde horas a meses, e que emitem luz visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
e noutros comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
. O magnetar 1E 2259+586 acendeu-se repentinamente em Junho de 2002. Foram obtidos dados de cerca de 80 erupções ocorridas num intervalo de 4 horas. Desde então, nenhuma outra erupção foi detectada. As mesmas variações de emissões aconteceram há 12 anos e permaneceram um mistério até este estudo.

As propriedades da erupção de 1E 2259+586 levaram a uma série de conclusões: primeiro, a estrela passou por algum acontecimento importante que durou vários dias e teve duas componentes, uma na superfície da estrela (possivelmente uma fractura na crusta) e outra debaixo da superfície. As mudanças nas emissões sugerem que a estrela sofreu uma deformação plástica da crusta que impactou simultaneamente com o interior superfluido e com a magnetosfera
magnetosfera
Magnetosfera é a região em torno de um objecto celeste ocupada pelo seu campo magnético.
(pensa-se que o interior de uma estrela de neutrões é constituído por um superfluido de neutrões; a magnetosfera é a região em que o campo magnético da estrela de neutrões controla o comportamento das partículas carregadas.).

Após a erupção, a emissão era semelhante à de uma SGR, tornando ainda mais difícil a distinção entre as duas espécies exóticas. Por outro lado, o estudo das variações das emissões permitiram inferir episódios eruptivos anteriores neste e noutros candidatos a magnetares.

Este tipo de fenómeno pode estar a acontecer constantemente noutras fontes espalhadas pela Galáxia e nunca o saberíamos porque os nossos "olhos" de raios gama
raios gama
Os raios gama são a componente mais energética e mais penetrante de toda a radiação electromagnética. Os fotões gama possuem energias elevadíssimas, tipicamente superiores a 10 keV, às quais correspondem comprimentos de onda inferiores a umas décimas do Ångstrom. Este tipo de radiação é, por exemplo, emitido espontaneamente por núcleos atómicos de algumas substâncias radioactivas.
não são suficientemente sensíveis. A equipa planeia agora determinar o número de magnetares, incluindo os que se encontram na fase ténue. Para isso utilizará o Swift Gamma-Ray Burst Explorer
Swift Gamma-ray Burst Explorer
O observatório espacial Swift é uma missão da NASA em colaboração com outros países, lançada em Novembro de 2004 e com uma duração prevista de 2 anos. O objectivo é estudar as fulgurações de raios gama em vários comprimentos de onda. Para tal, conta com três instrumentos: o Burst Alert Telescope (BAT), que monitoriza o céu em raios gama à procura das fulgurações, o telescópio de raios-X XRT e o telescópio óptico e ultravioleta UVOT.
, da NASA, que será lançado em meados do ano 2004. O Swift será cerca de 20 vezes mais sensível à emissão de magnetares que qualquer outra coisa que tenha voado antes. Se existe uma grande população de magnetares, o Swift deverá ser capaz de os encontrar.

Os magnetares não são apenas as estrelas mais magnéticas que se conhece. Representam uma nova maneira de fazer uma estrela brilhar, pois não são alimentados por um mecanismo convencional como a fusão nuclear
fusão nuclear
A fusão nuclear é o processo pelo qual as reacções nucleares entre núcleos atómicos leves formam núcleos atómicos mais pesados (até ao elemento ferro). No caso em que os núcleos pertencem a elementos com número atómico pequeno, este processo liberta grandes quantidades de energia. A energia libertada corresponde a uma perda de massa, de acordo com a famosa equação E=mc2 de Einstein. As estrelas geram a sua energia através da fusão nuclear.
, a rotação ou a acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
, o que torna-os num objecto de estudo fascinante.

Fonte da notícia: http://www1.msfc.nasa.gov/news/NSSTC/news/releases/2004/N04-001.html