Uma estrela magnetizada oscilante desafia a origem de repetidas rajadas de rádio rápidas
Representação artística de um magnetar em precessão com um campo magnético torcido e seu feixe de rádio apontando para a Terra. Crédito:Gregory Desvignes/MPIfR Uma equipe de pesquisa internacional liderada por Gregory Desvignes, do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha, usou os radiotelescópios Effelsberg e Jodrell Bank para observar o magnetar em precessão XTE J1810-197 – uma estrela de nêutrons altamente magnetizada e ultradensa – logo após sua atividade aprimorada de raios X e reativação de rádio.
Esta precessão foi amortecida numa escala de tempo de alguns meses, desafiando alguns modelos usados para explicar a origem das misteriosas e repetidas explosões de rádio rápidas.
Magnetares são estrelas de nêutrons com campos magnéticos extremos e distorcidos, remanescentes após o colapso de estrelas massivas esgotadas em combustível. Esses objetos são tão densos que contêm 1 a 2 vezes a massa do Sol em uma esfera quase perfeita com cerca de 12 km de raio.
Dos 30 magnetares conhecidos, apenas alguns emitiram ocasionalmente ondas de rádio, com o seu feixe de rádio varrendo o céu como um farol. Os magnetares são amplamente considerados a fonte dos Fast Radio Bursts (FRBs), com alguns modelos invocando magnetares em precessão livre como responsáveis pela repetição dos FRBs.
Juntamente com colegas do Jodrell Bank Center for Astrophysics e do Kavli Institute for Astronomy &Astrophysics, pesquisadores do Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) inspecionam regularmente alguns desses magnetares e inesperadamente capturaram um deles, o XTE J1810-197, que começou a emitir emissões de rádio em dezembro de 2018, logo após o início da emissão aprimorada de raios X, e após um período de cerca de 10 anos durante o qual permaneceu silencioso em termos de rádio.
Embarcando numa intensa campanha de observação após este evento, os investigadores notaram algumas mudanças muito sistemáticas nas propriedades da luz de rádio, nomeadamente a sua polarização, revelando uma mudança na orientação do feixe de rádio do magnetar em relação à Terra. Os investigadores atribuíram isto à precessão livre, um efeito que surge de uma ligeira assimetria na estrutura do magnetar, fazendo-o oscilar como um pião.
Para sua surpresa, a precessão livre diminuiu rapidamente ao longo dos meses seguintes e acabou por desaparecer. O desaparecimento da precessão com o tempo contradiz a sugestão de muitos astrônomos que acreditam que as FRBs, que se repetem com o tempo, podem ser explicadas pela precessão de magnetares.
"Esperávamos ver algumas variações na polarização da emissão deste magnetar, pois sabíamos disso em outros magnetares", diz Gregory Desvignes do MPIfR, principal autor do estudo publicado na Nature Astronomy. . “Mas não esperávamos que essas variações fossem tão sistemáticas, seguindo exatamente o comportamento que seria causado pela oscilação da estrela”.
Patrick Weltevrede, da Universidade de Manchester, acrescenta:"Nossas descobertas só foram possíveis graças a muitos anos de monitoramento dedicado deste magnetar com radiotelescópios em Jodrell Bank e Effelsberg. Tivemos que esperar mais de uma década antes que ele começasse a produzir emissões de rádio , mas quando aconteceu, certamente não decepcionou."
“A precessão amortecida dos magnetares pode lançar luz sobre a estrutura interna das estrelas de neutrões, o que está, em última análise, relacionado com a nossa compreensão fundamental da matéria,” diz Lijing Shao da Universidade de Pequim.
"A radioastronomia é verdadeiramente fascinante. O enigma em torno das origens das FRBs ainda persiste. No entanto, capturar objetos intrigantes como magnetares no ato para aprender mais sobre as FRBs ressalta as capacidades de nossas instalações", conclui Michael Kramer, diretor do MPIfR e Head da Divisão de Pesquisa de Física Fundamental em Radioastronomia.
