Astrônomos detectam atividades estranhas e nunca antes vistas em uma estrela recém-descoberta

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Impressão artística do Swift J1818.0–1607. (Créditos: OzGrav/Carl Knox)

Por Peter Dockrill
Publicado na ScienceAlert

Novas observações de uma estrela muito incomum e misteriosa localizada a aproximadamente 15.000 anos-luz de distância da Terra revelaram um padrão bizarro de atividade estelar que os astrônomos dizem nunca ter testemunhado antes.

A estrela em questão é chamada de Swift J1818.0–1607 e só foi descoberta no ano passado. O Swift J1818.0–1607 é conhecido como um magnetar – uma espécie rara de estrela de nêutrons, que se forma quando estrelas supergigantes deixam de se transformar em supernova, colapsando em núcleos incrivelmente densos.

Ao contrário da maioria das estrelas de nêutrons, no entanto, os magnetares são conhecidos por produzir um campo magnético extremamente poderoso. Apenas cerca de 30 desses objetos estranhos já foram detectados na Via Láctea, mas mesmo entre sua espécie estranha, Swift J1818.0–1607 é uma figura incomum.

Isso porque os poucos magnetares conhecidos foram observados emitindo ondas de rádio de forma semelhante aos pulsares – outro tipo de estrela de nêutrons, muito mais comum do que os magnetares, mas notável, no entanto, pela maneira como eles emitem pulsos de radiação de seus polos.

Em meio a este ramo exclusivo de magnetares “com alta atividade de rádio”, porém, nenhum jamais foi observado pulsando exatamente da mesma maneira que o Swift J1818.0-1607, levando alguns na comunidade astronômica a sugerir que ele pode representar algum tipo de “elo perdido” entre magnetares e pulsares.

Agora, uma série de novas observações lideradas por astrônomos do ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) na Austrália apenas serviram pra mostrar ainda mais que a reputação de esquisitice do Swift J1818.0–1607 é merecida.

Em oito observações com o Radiotelescópio Parkes do CSIRO ao longo de um período de cinco meses em 2020, os pesquisadores observaram os pulsos de rádio do magnetar mudando distintamente em caráter – parecendo os pulsos de um pulsar em maio, depois mudando para uma forma diferente de tremulação brilhante/fraca em junho, antes de adotar uma mistura misteriosa de pulsos de rádio de pulsar e de magnetar em julho.

Impressão artística do Swift J1818.0–1607. (Créditos: OzGrav/Carl Knox)

No novo estudo dos pesquisadores, eles descrevem esta aparente crise de identidade em termos científicos, dizendo que o Swift J1818.0-1607 “[exibiu] evolução significativa do perfil temporal durante este período”.

Mas não se deixe enganar por essa linguagem, fazendo você pensar que não foi algo extraordinário ter sido testemunhado.

“Este comportamento bizarro nunca foi visto antes em qualquer outro magnetar com alto volume de rádio”, explica o principal autor do estudo, Marcus Lower, da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália, e do CSIRO.

“Parece ter sido apenas um fenômeno de curta duração, já que, em nossa próxima observação, ele havia se estabelecido permanentemente neste novo estado do tipo magnetar.”

Embora as mensagens confusas transmitidas pelo Swift J1818.0-1607 não possam ser totalmente explicadas, os pesquisadores sugerem que as oscilações podem representar uma forma de evolução estelar que ainda não entendemos totalmente.

Em parte, isso se deve ao fato de que, embora este magnetar possa ser único (por enquanto), a verdade é que os magnetares em geral – quanto mais magnetares com alto volume de rádio –, ainda representam um campo de estudo muito jovem.

“Isso levanta uma série de questões”, explicou Lower ao The Sydney Morning Herald.

“Talvez este magnetar tenha evoluído de um pulsar mais regular ao longo do tempo… ou talvez não tenhamos encontrado outros magnetares na Via Láctea porque eles estão tão distantes de nós que as ondas de rádio de baixa frequência que estamos vendo estão espalhadas demais para que possamos detectar.”

Em outras palavras, esse comportamento aparentemente bizarro pode ser mais comum do que imaginamos, mas estamos bastante limitados no que entendemos atualmente sobre os magnetares. Ainda assim, estamos descobrindo mais o tempo todo.

As novas observações do Swift J1818.0–1607 sugerem que o eixo magnético do magnetar não está alinhado com seu eixo de rotação, mas em vez disso tem um declínio em seu hemisfério sul. Se for assim, é algo visto pela primeira vez em um magnetar – que geralmente tem seus campos magnéticos alinhados com seu eixo de rotação.

Mas também poderia explicar algumas das mudanças observadas no perfil de emissão de rádio, refletindo potencialmente os pulsos de rádio emitidos em diferentes alturas sobre a superfície da estrela de nêutrons.

No entanto, pelo menos um conjunto de dados – uma observação chamada MJD 59062 em 1º de agosto do ano passado – não corresponde a essa versão dos eventos. Mas a equipe também tem uma hipótese para o MJD 59062.

“Nosso melhor modelo geométrico para esta data sugere que o feixe de rádio mudou brevemente para um polo magnético completamente diferente localizado no hemisfério norte do magnetar”, disse Lower.

Os pesquisadores dizem que o monitoramento contínuo do Swift J1818.0–1607 nos ajudará a descobrir o que realmente está acontecendo aqui.

“Estamos examinando nossos dados de perto para tentar capturar uma dessas inversões enquanto ela está ocorrendo. Se pudermos fazer isso, poderemos mapear o campo magnético entre os polos magnéticos”, disse Lower ao The Sydney Morning Herald.

“Conhecer a geometria real dos magnetares também é muito importante na teoria das estrelas de nêutrons e na capacidade de prever como eles irão evoluir ao longo do tempo.”

Os resultados são relatados na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.