ESA title
Illustration of a magnetar
Agency

XMM-Newton observa o pulsar bebé mais jovem alguma vez descoberto

18/06/2020 56 views 2 likes
ESA / Space in Member States / Portugal

Uma campanha de observação, liderada pelo observatório espacial XMM-Newton da ESA, revela o pulsar mais jovem alguma vez visto - o remanescente de uma estrela que já foi massiva - que também é um ‘magnetar’, exibindo um campo magnético cerca de 70 quatrilhões de vezes mais forte que o da Terra.

Os pulsares são alguns dos objetos mais exóticos do universo. Formam-se à medida que estrelas massivas terminam as suas vidas devido a poderosas explosões de supernovas e deixam para trás restos estelares extremos: quentes, densos e altamente magnetizados. Às vezes, os pulsares também passam por períodos de atividade bastante elevada, nos quais emitem enormes quantidades de radiação energética em escalas de tempo de milissegundos a anos.

Explosões menores, normalmente, marcam o início de uma ‘explosão’ mais exagerada, quando a emissão de raios-X pode tornar-se mil vezes mais intensa. Uma campanha de vários instrumentos, liderada pelo XMM-Newton, capturou agora uma explosão a emanar do pulsar bebé mais jovem alguma vez observado: Swift J1818.0-1607, que foi originalmente descoberto em março pelo Observatório Swift da NASA.

Impressão artística do observatório espacial XMM-Newton da ESA
Impressão artística do observatório espacial XMM-Newton da ESA

Mas há mais. Este pulsar não é apenas o mais jovem dos 3000 conhecidos na nossa galáxia Via Láctea, mas também pertence a uma categoria muito rara de pulsares: magnetares, os objetos cósmicos com os campos magnéticos mais fortes já medidos no Universo.

“O Swift J1818.0-1607 fica a cerca de 15.000 anos-luz de distância, dentro da Via Láctea,” diz o principal autor Paolo Esposito, da Escola Universitária de Estudos Avançados IUSS Pavia, Itália.

“Identificar algo tão jovem, logo após se formar no Universo, é extremamente emocionante. As pessoas na Terra teriam sido capazes de ver a explosão da supernova que formou este bebé magnetar há cerca de 240 anos atrás, bem no meio das revoluções americana e francesa.”

O magnetar ainda tem mais reivindicações de fama. É um dos objetos que gira mais rapidamente, girando uma vez a cada 1,36 segundos - apesar de conter a massa de dois sóis dentro de um remanescente estelar que mede apenas 25 quilómetros de diâmetro.  

Imediatamente após a descoberta, os astrónomos examinaram este objeto com mais detalhes usando o XMM-Newton, os satélites de raios-X Swift e NuSTAR da NASA e o Telescópio de Rádio da Sardenha, na Itália.                          

Observações do XMM-Newton do Swift J1818.0-1607, o magnetar mais jovem conhecido
Observações do XMM-Newton do Swift J1818.0-1607, o magnetar mais jovem conhecido

Ao contrário da maioria dos magnetares, que só são observáveis em raios-X, as observações revelaram que o Swift J1818.0-1607 é um dos poucos que também mostra emissão pulsada em ondas de rádio.

“Os magnetares são objetos fascinantes, e este bebé parece ser especialmente intrigante, devido às suas características extremas,” diz Nanda Rea, do Instituto de Ciências Espaciais (CSIC, IEEC), em Barcelona, Espanha, e principal investigadora das observações.

“O fato de ser observado nas ondas de rádio e nos raios-X oferece uma pista importante num debate científico em andamento sobre a natureza de um tipo específico de remanescente estelar: pulsares.”

Um tipo de pulsar especialmente magnetizado, os magnetares são, geralmente, considerados incomuns no Universo - os astrónomos detetaram apenas cerca de 30 - e supõe-se que sejam distintos de outros tipos de pulsar que aparecem fortemente nas emissões de rádio.

Mas os investigadores de raios-X suspeitam há muito tempo que os magnetares podem ser muito mais comuns do que esta visão sugere. Esta nova descoberta apoia a ideia de que, em vez de serem exóticos, podem formar uma fração substancial dos pulsares encontrados na Via Láctea.

“O fato de um magnetar se ter formado recentemente indica que esta ideia está bem fundamentada,” explica a coautora Alice Borghese, que trabalhou na análise de dados com o colega Francesco Coti Zelati - ambos também baseados no Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona.

“Os astrónomos também descobriram muitos magnetares na década passada, dobrando a população conhecida,” acrescenta ela. “É provável que os magnetares sejam bons a passar despercebidos quando estão adormecidos e só sejam descobertos quando ‘acordarem’ - como demonstrado por este bebé magnetar, que era muito menos luminoso antes da explosão que levou à sua descoberta.”

Impressão artística de uma explosão de raios gama
Impressão artística de uma explosão de raios gama

Além disso, pode não haver uma diversidade de pulsares tão ampla quanto se pensava inicialmente. Os fenómenos distintos mostrados pelos magnetares também podem ocorrer noutros tipos de pulsares, assim como o Swift J1818.0-1607 exibe características - emissão de rádio - geralmente não atribuídas aos magnetares.

“Embora interessantes por si mesmos, os magnetares são relevantes numa escala muito mais ampla: podem desempenhar um papel fundamental na condução de uma série de eventos transitórios que vemos no Universo,” acrescenta Francesco.

“Acredita-se que estes eventos estejam de alguma forma conectados aos magnetares durante o nascimento ou nos estágios iniciais das suas vidas, tornando esta descoberta especialmente emocionante.”

Exemplos de eventos transitórios incluem explosões de raios gama, explosões superluminosas de supernovas e as misteriosas explosões rápidas de rádio. Estes eventos energéticos estão potencialmente ligados à formação e existência de objetos jovens e fortemente magnetizados - como o Swift J1818.0-1607.

“Para inferir a idade deste magnetar, os investigadores precisavam de medições de alta resolução a longo prazo, tanto da taxa em que este gira, quanto de como essa rotação está a mudar ao longo do tempo,” acrescenta Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.

“A Câmara de Imagem Fotográfica Europeia do XMM-Newton, EPIC, observou o Swift J1818.0-1607 apenas três dias após a sua descoberta, permitindo que os investigadores extraíssem uma imagem precisa da sua emissão de raios-X e caracterizassem as suas propriedades espectrais e de rotação detalhadamente.”

“Este tipo de pesquisa é extremamente importante para entender mais sobre o conteúdo estelar da Via Láctea e revelar os meandros dos fenómenos que ocorrem em todo o Universo.”

Mais Informações

A very young radio-loud magnetar” por P. Esposito et al. (2020) encontra-se publicado na The Astrophysical Journal Letters.

Para mais informações, por favor contatar:

Paolo Esposito
University School for Advanced Studies IUSS
Pavia, Italy
Email: paolo.esposito@iusspavia.it

Nanda Rea
Institute of Space Sciences (CSIC, IEEC)
Barcelona, Spain
Email: rea@ice.csic.es

Norbert Schartel
XMM-Newton project scientist
European Space Agency
Email: norbert.Schartel@esa.int

ESA Media Relations
Email: media@esa.int