Erupção misteriosa detectada em estrela pode ajudar a explicar explosões rápidas de rádio

Uma das estrelas mais interessantes da Via Láctea ainda está servindo mais do que seu quinhão de intrigas.

Impressão artística de um flare magnetar. (Goddard Space Flight Center da NASA/Chris Smith, USRA) 

Em outubro de 2020, o SGR 1935+2154, o magnetar responsável por emitir sinais de rádio nunca antes detectados em nossa galáxia, desacelerou inesperadamente.

Agora, os cientistas acreditam que a desaceleração rotacional pode ser evidência de uma erupção semelhante a um vulcão em sua superfície, expelindo material para o espaço que alterou o ambiente da estrela o suficiente para desacelerar a rotação do planeta minuciosamente.

É uma descoberta que pode lançar alguma luz sobre o mistério das rajadas rápidas de rádio – como essas estrelas mortas ultradensas podem emitir poderosas explosões de rádio staccato por milhões de anos-luz.

“As pessoas especularam que as estrelas de nêutrons poderiam ter o equivalente a vulcões em sua superfície”, diz o astrofísico Matthew Baring, da Rice University, em Houston, Texas.

“Nossas descobertas sugerem que pode ser o caso e que, nesta ocasião, a ruptura provavelmente ocorreu no polo magnético da estrela ou próximo a ele”.

SGR 1935+2154 entrou no cenário da fama global – literalmente – em maio de 2020, quando os astrônomos o detectaram emitindo um breve, mas poderoso sinal de rádio.

A razão pela qual isso foi emocionante foi porque só havíamos detectado anteriormente tais erupções de outras galáxias. Essas explosões, ocorrendo em comprimentos de onda de rádio, têm apenas milissegundos de duração, emitindo tanta energia nesse período quanto 500 milhões de sóis. E a maioria deles explodiu uma vez, inesperadamente, e não foi detectado desde então.

Sua distância e imprevisibilidade tornam muito difícil aprender mais sobre essas rajadas rápidas de rádio. Os astrônomos conseguiram rastrear algumas das galáxias que as emitiram, mas descobrir o mecanismo ou mecanismos por trás delas foi muito mais difícil de definir.

SGR 1935+2154 foi um avanço: aqui, finalmente, pudemos rastrear uma rajada rápida de rádio para um objeto específico.

SGR 1935+2154 é um tipo de estrela de nêutrons conhecida como magnetar.

As estrelas de nêutrons já são extremas: os núcleos ultradensos de estrelas massivas que se tornaram supernovas, expelindo seu material externo enquanto o coração restante da estrela colapsa sob a gravidade em uma esfera com massa de cerca de 2,4 sóis em um diâmetro de cerca de 20 quilômetros (12 milhas).

Adicione um campo magnético insanamente poderoso, cerca de 1.000 vezes mais poderoso que o de uma estrela de nêutrons normal e um quatrilhão de vezes mais poderoso que o da Terra, e você terá um magnetar.

Os astrônomos especularam que a atração externa desse campo magnético contra a pressão interna da gravidade poderia causar a ruptura ocasional do magnetar, produzindo explosões e rajadas rápidas de rádio.

Mas mais informações eram necessárias, então SGR 1935+2154 permaneceu sob vigilância. Então, em outubro de 2020, foi pego emitindo sinais de rádio em milissegundos novamente. 

E agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo astrofísico George Younes, da Universidade George Washington, descobriu que apenas alguns dias antes dessa atividade, ele fez algo realmente estranho: desacelerou repentinamente.

Estrelas de nêutrons, ocasionalmente, foram flagradas mudando repentinamente sua velocidade de rotação. É chamado de falha e é um fenômeno mal compreendido.

Uma falha de estrela de nêutrons é geralmente uma aceleração repentina na velocidade de rotação. Uma desaceleração, às vezes conhecida como anti-glitch, é muito mais rara.

Apenas três anti-falhas, incluindo SGR 1935+2154, foram detectadas. E, enquanto uma falha pode ser explicada por mudanças dentro da estrela, um anti-glitch não pode.

Então, os pesquisadores decidiram investigar o que poderia ter causado isso – e que papel, se houver, o anti-glitch poderia ter gerado na atividade de rajada de rádio detectada alguns dias depois.

Se mudanças internas não pudessem ser a causa da desaceleração, os pesquisadores recorreram a explicações externas.

Eles construíram um modelo baseado em uma ruptura vulcânica na superfície do magnetar, ejetando um vento de partículas para o espaço ao redor da estrela, postulando que a raridade de ambos os eventos – o anti-glitch e a atividade de rádio – significa que seu tempo proximidade implica relacionamento.

“O que torna o evento de outubro de 2020 único é que houve uma explosão rápida de rádio do magnetar apenas alguns dias após o anti-glitch, bem como uma emissão de rádio efêmera e pulsada logo em seguida”, diz Baring.

“Vimos apenas um punhado de magnetares de rádio pulsados transitórios, e esta é a primeira vez que vimos uma ativação de rádio de um magnetar quase contemporâneo com um anti-glitch”.

E, de acordo com o modelo deles, uma ruptura perto do pólo estelar poderia ter gerado um vento que interage com o campo magnético do magnetar, diminuindo a taxa de rotação da estrela e alterando a geometria do campo magnético de uma forma que poderia melhorar as condições. para emissão de rádio.

Um vento forte e maciço soprando por apenas algumas horas de um ponto semelhante a um vulcão poderia criar as condições necessárias para a desaceleração e a subsequente atividade de rádio, descobriu a equipe.

“A interpretação do vento fornece um caminho para entender por que a emissão de rádio é ativada”, diz Baring.

“Ele fornece uma nova visão que não tínhamos antes.”

Fonte: sciencealert.com