Como antropólogos montando a árvore genealógica humana, astrônomos descobriram que um "esqueleto" desajustado de uma estrela pode ligar dois tipos diferentes de restos estelares. O objeto misterioso, chamado PSR J1119-6127, foi pego se comportando como dois objetos distintos - um pulsar de rádio e um magnetar - e pode ser importante para a compreensão de sua evolução.

Um pulsar de rádio é o tipo de estrela de nêutrons - o remanescente extremamente denso de uma estrela que explodiu - que emite ondas de rádio em pulsos previsíveis devido à sua rotação rápida. Magnetares, por contraste, são agitadores:eles têm violentos, explosões de alta energia de raios-X e raios gama, e seus campos magnéticos são os mais fortes conhecidos no universo.

"Esta estrela de nêutrons usa dois chapéus diferentes, "disse Walid Majid, astrofísico do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Pasadena, Califórnia. "Às vezes é um pulsar. Às vezes é um magnetar. Este objeto pode nos dizer algo sobre o mecanismo subjacente dos pulsares em geral."

Desde a década de 1970, os cientistas trataram pulsares e magnetares como duas populações distintas de objetos. Mas na última década, surgiram evidências de que esses poderiam ser estágios na evolução de um único objeto. Novo estudo de Majid, combinado com outras observações do objeto, sugere que J1119 poderia estar em um estado de transição nunca antes visto entre o pulsar de rádio e o magnetar. O estudo foi publicado na edição de 1º de janeiro da Cartas de jornal astrofísico , e foi apresentado esta semana na reunião da American Astronomical Society em Grapevine, Texas.

"Este é o último elo que faltava na cadeia que conecta pulsares e magnetares, "disse Victoria Kaspi, astrofísico da Universidade McGill em Montreal, Canadá. "Parece que há uma transição suave entre esses dois tipos de comportamento de estrelas de nêutrons."

Quando este objeto misterioso foi descoberto em 2000, parecia ser um pulsar de rádio. Estava bastante calmo e previsível até julho de 2016, quando os observatórios espaciais Fermi e Swift da NASA observaram duas explosões de raios-X e 10 explosões adicionais de luz com energias mais baixas provenientes do objeto, conforme relatado em um estudo no Cartas de jornal astrofísico liderado por Ersin Gogus. Um estudo adicional de 2016 no mesmo jornal, liderado por Robert Archibald, também olhou para as duas rajadas de raios-X, incorporando observações do telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA. Este estudo também sugeriu que o pulsar estava se comportando de forma rebelde - como um magnetar.

Quando as explosões aconteceram, Kaspi enviou um e-mail animado para o astrofísico Tom Prince do JPL / Caltech em Pasadena, dizer a ele que isso seria um bom objeto de estudo do hemisfério sul. Principe, Majid e seus colegas usaram o rádio telescópio de 70 metros da NASA Deep Space Network em Canberra, Austrália - o maior prato do hemisfério sul - para ver o que estava acontecendo.

"Achamos que essas explosões de raios-X aconteceram porque o enorme campo magnético do objeto se torceu enquanto o objeto girava, "Majid disse.

A tensão de um campo magnético torcido é tão grande que faz com que a crosta externa da estrela de nêutrons se quebre - de forma análoga às placas tectônicas da Terra, causando terremotos. Isso causa uma mudança abrupta na rotação, chamado de "falha, "que foi medido pelo NuSTAR.

As estrelas de nêutrons são tão densas que uma colher de chá pesa tanto quanto uma montanha. A crosta da estrela, cerca de 0,6 milhas (1 quilômetro) de espessura, com maior pressão e densidade em maiores profundidades, é uma rede rica em nêutrons. Acredita-se que essa estrela de nêutrons em particular tenha um dos campos magnéticos mais fortes entre a população de pulsares conhecidos:alguns trilhões de vezes mais forte do que o campo magnético do sol.

Duas semanas após a explosão de raios-X, Majid e seus colegas rastrearam as emissões do objeto em frequências de rádio, que são muito mais baixos em energia do que os raios-X. As emissões de rádio tiveram aumentos e diminuições acentuadas de intensidade, permitindo aos cientistas quantificar como a emissão evoluiu. Os pesquisadores usaram um instrumento, que eles chamam informalmente de "máquina de pulsar, "que foi recentemente instalado na mesma antena DSN na Austrália.

"No prazo de 10 dias, algo mudou completamente no pulsar, "Majid disse." Ele começou a se comportar como um pulsar de rádio normal novamente. "

A questão permanece:o que veio primeiro, o pulsar ou o magnetar? Alguns cientistas argumentam que objetos como o J1119 começam como magnetares e gradualmente param de emitir raios-X e raios gama ao longo do tempo. Mas outros propõem a teoria oposta:que o pulsar de rádio vem primeiro e, hora extra, seu campo magnético emerge dos escombros da supernova, e então as explosões do tipo magnetar começam. Mas, assim como os bebês crescem e se tornam adultos e não vice-versa, é provável que haja um único caminho para esses objetos seguirem.

Para ajudar a resolver este mistério, tanto quanto os antropólogos estudam os restos mortais dos ancestrais humanos em diferentes estágios da história evolutiva, os astrônomos querem encontrar mais objetos de "elo perdido" como o J1119. Este objeto específico provavelmente foi formado após uma supernova 1, 600 anos atrás. O monitoramento de objetos semelhantes pode esclarecer se este fenômeno é específico do J1119, ou se esse comportamento é comum nesta classe de objetos.

Os astrônomos também continuam monitorando o J1119. Majid e colegas observaram em dezembro um aumento acentuado das emissões em comprimentos de onda de rádio, em um padrão consistente com outros magnetares.

"Nossas observações recentes mostram que este objeto contém um pouco do 'DNA astrofísico' de duas famílias diferentes de estrelas de nêutrons, "Disse Prince." Estamos ansiosos para encontrar outros exemplos deste tipo de objeto transicional. "