Os magnetares são remanescentes estelares ultradensos com campos magnéticos extremamente fortes. Investigadores, utilizando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, descobriram que o magnetar SGR 0501+4516 não nasceu numa supernova vizinha, como se pensava anteriormente. O local de nascimento deste objeto é agora desconhecido e SGR 0501+4516 é o candidato mais provável, na nossa Galáxia, a um magnetar que não nasceu numa supernova. Esta descoberta foi possível graças aos instrumentos sensíveis do Hubble, bem como às referências precisas da nave espacial Gaia da ESA.

Em 2008, o Observatório Swift da NASA detetou breves e intensos flashes de raios gama nos arredores da Via Láctea. A fonte, um objeto chamado SGR 0501+4516, é um dos cerca de 30 magnetares conhecidos na Via Láctea.

Um magnetar é um tipo especial de estrela de neutrões. As estrelas de neutrões são alguns dos objetos mais extremos do Universo. Estas estrelas têm tipicamente mais do que a massa do Sol numa esfera de neutrões com cerca de 20 quilómetros de diâmetro. Sem surpresa, estes objetos exóticos podem apresentar vários comportamentos extremos, tais como erupções de raios X e raios gama, campos magnéticos intensos e rotação rápida.

"Os magnetares são estrelas de neutrões - remanescentes de estrelas, compostos inteiramente por neutrões. São tão pesados e densos que os eletrões e os protões que constituem os átomos foram esmagados em neutrões. O que torna os magnetares únicos são os seus campos magnéticos extremos, milhares de milhões de vezes mais fortes do que os ímanes mais fortes que temos na Terra", disse Ashley Chrimes, principal autor do artigo científico sobre a descoberta, publicado na revista Astronomy & Astrophysics. Chrimes é bolseiro no ESTEC (European Space Research and Technology Centre), Países Baixos.

Pensa-se que a maioria das estrelas de neutrões nasce em supernovas de colapso do núcleo. Estas explosões cósmicas espetaculares ocorrem quando estrelas muito mais massivas do que o Sol ficam sem combustível para a fusão nuclear. As camadas exteriores da estrela caem para o interior e fazem ricochete no núcleo em colapso, numa explosão que pode ofuscar por instantes uma galáxia inteira.

Dado que os magnetares são eles próprios estrelas de neutrões, a explicação natural para a sua formação é que também eles nascem em supernovas. Este parecia ser o caso de SGR 0501+4516, que está localizado perto de um remanescente de supernova chamado HB9. A separação entre o magnetar e o centro do remanescente de supernova no céu é de apenas 80 minutos de arco, ou seja, um pouco mais largo do que o dedo mindinho quando visto à distância do braço esticado.

Mas um estudo de uma década com o Hubble lançou dúvidas sobre o local de nascimento do magnetar. Depois de observações iniciais com telescópios terrestres pouco depois da descoberta de SGR 0501+4516, os investigadores aproveitaram a sensibilidade requintada do Hubble e a sua orientação estável para detetar o ténue brilho infravermelho do magnetar em 2010, 2012 e 2020. Cada uma destas imagens foi alinhada com um quadro de referência definido pelas observações da nave espacial Gaia da ESA, que elaborou um mapa tridimensional extraordinariamente preciso de quase dois mil milhões de estrelas da Via Láctea. Este método revelou o movimento subtil do magnetar à medida que se deslocava no céu. Este trabalho demonstra, portanto, que o Hubble e o Gaia da ESA podem revelar mistérios nunca antes vistos quando unem forças.

"Todo este movimento que medimos é mais pequeno do que um único pixel de uma imagem do Hubble", disse o coinvestigador Joe Lyman da Universidade de Warwick, Reino Unido. "Ser capaz de efetuar tais medições de forma robusta é realmente um testemunho da estabilidade a longo prazo do Hubble".

Ao rastrear a posição do magnetar, a equipa foi capaz de medir o movimento aparente do objeto no céu. Tanto a velocidade como a direção do movimento de SGR 0501+4516 mostraram que o magnetar não podia estar associado ao remanescente de supernova vizinho. O rastreio da trajetória do magnetar ao longo de milhares de anos no passado mostrou que não havia outros remanescentes de supernovas ou enxames estelares massivos aos quais pudesse estar associado.

Se SGR 0501+4516 não nasceu no remanescente de supernova HB9, o magnetar deve ser muito mais antigo do que a sua idade documentada de 20.000 anos, ou deve ter sido formado de outra forma. Os magnetares podem também formar-se através da fusão de duas estrelas de neutrões de massa inferior ou através de um processo chamado colapso induzido por acreção. O colapso induzido por acreção requer um sistema estelar binário que contenha uma anã branca: o núcleo cristalizado de uma estrela morta semelhante ao Sol. Se a anã branca absorver gás da sua companheira, pode tornar-se demasiado massiva para se sustentar a si própria, levando a uma explosão - ou possivelmente à criação de um magnetar.

"Normalmente, este cenário leva à ignição de reações nucleares e à explosão da anã branca, sem deixar nada para trás. Mas foi teorizado que, sob certas condições, a anã branca pode colapsar e transformar-se numa estrela de neutrões. Pensamos que pode ter sido assim que nasceu SGR 0501", acrescentou Andrew Levan, da Universidade de Radboud, nos Países Baixos, e da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

SGR 0501+4516 é atualmente o melhor candidato para um magnetar na nossa Galáxia que se pode ter formado através de uma fusão ou de um colapso induzido por acreção. Os magnetares que se formam através de colapso induzido por acreção podem explicar alguns dos misteriosos sinais cósmicos com a sigla FRB (inglês para "fast radio bursts"), que são breves, mas poderosas rajadas de ondas de rádio. Em particular, este cenário pode explicar a origem das FRBs que emergem de populações estelares demasiado antigas para terem recentemente dado origem a estrelas suficientemente massivas para explodirem como supernovas.

"As taxas de nascimento de magnetares e os cenários de formação estão entre as questões mais prementes da astrofísica de altas energias, com implicações para muitos dos eventos transientes mais poderosos do Universo, como as explosões de raios gama, as supernovas superluminosas e as rajadas rápidas de rádio", disse Nanda Rea do Instituto de Ciências Espaciais em Barcelona, Espanha.

A equipa de investigação tem outras observações do Hubble planeadas para estudar as origens de outros magnetares na Via Láctea, ajudando a compreender como estes objetos extremos são formados.

// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// ICE-CSIC (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

SGR 0501+4516:
Wikipedia

Magnetar:
Wikipedia
AstronomyOnline.org

Estrela de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland

FRB (Fast Radio Burst, em português "rajada rápida de rádio"):
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia

Gaia:
ESA
Página da ESA para a comunidade científica
Arquivo de dados do Gaia (ESA)
Wikipedia