Os magnetares – estrelas super densas de alta rotação e alta magnetização – estão entre as criaturas mais enigmáticas a habitar o cosmos e suas origens estão envoltas em mistério.
Eles vêm de explosões de supernovas de estrelas moribundas? Eles nascem quando cadáveres estelares colidem? Ou eles magnetizam quando o material entra em espiral em um pulsar adormecido, uma estrela de nêutrons densa que gira rapidamente e produz jatos brilhantes?
Novas pesquisas sugerem uma rota totalmente diferente: um cadáver estelar chamado anã branca colide com uma estrela de nêutrons, produzindo uma explosão extremamente poderosa e deixando para trás um magnetar.
O mistério dos FRBs
Nas últimas décadas, os astrônomos descobriram explosões incrivelmente brilhantes, breves e estranhas de energia em ondas de rádio, conhecidas como explosões rápidas de rádio ou FRBs. Até o momento, pouco mais de 100 FRBs foram detectados no céu. Seja o que for, eles certamente vêm de fora da galáxia da Via Láctea – caso contrário, os cientistas os veriam concentrados ao longo da faixa da galáxia, em vez de em todo o céu.
Com algumas exceções notáveis, os FRBs não se repetem. Eles ocorrem uma vez e pronto, representando uma quantidade ridícula de energia derramada no cosmos em menos de um segundo. Para tornar as coisas ainda mais misteriosas, os FRBs para os quais os astrônomos conseguiram identificar uma origem (tarefa não fácil, porque o fenômeno é tão breve) não estão associados a nenhum tipo específico de galáxia.
A diversidade de fontes sugere que diferentes tipos de processos no universo – todos violentos – levam à formação de rajadas rápidas de rádio. Quaisquer que sejam os processos, eles exigem enormes quantidades de energia e ocorrem rapidamente.
As fusões entre estrelas são um candidato interessante. Quando uma estrela colide com outra, obviamente há muita energia voando por aí. E enquanto as estrelas podem levar eras para chegar perto o suficiente para se fundirem, o ato em si é um breve momento de fúria intensa.
Mas a fusão regular de estrelas simplesmente não é suficiente para alimentar um FRB de pleno direito. Para obter as energias necessárias, é necessário mesclar objetos mais exóticos, como estrelas de nêutrons e anãs brancas. Só então você terá as massas e densidades necessárias para realmente começar uma festa.
Fazendo um magnetar
Um cenário de fusão para gerar potencialmente uma FRB é a fusão de uma anã branca com uma estrela de nêutrons. Tanto as estrelas de nêutrons quanto as anãs brancas são tipos exóticos de restos mortos de estrelas outrora normais.
Uma anã branca é o núcleo remanescente do tamanho de um planeta como o Sol, um pedaço de carbono e oxigênio esfriando lentamente à medida que a idade cósmica progride. Uma estrela de nêutrons é como uma anã branca, mas ainda mais densa: é o núcleo restante de uma estrela muito mais massiva, composta quase inteiramente de nêutrons comprimidos em uma bola não maior que uma cidade.
Como as estrelas geralmente nascem em pares, não é loucura pensar que, depois de tempo suficiente, as duas estrelas em um sistema podem morrer, deixando para trás seu tipo particular de núcleo morto – e que lentamente, lentamente, lentamente, esses pedaços mortos podem circular mais perto , finalmente alcançando um ponto crítico no qual sua interação gravitacional supera tudo, enviando os cadáveres estelares em espiral um em direção ao outro (e seu destino).
Bem na ponto de sua colisão final, um dos dois cenários poderia acontecer. Em um caso, a anã branca pode inchar, deixando as gavinhas externas de sua atmosfera escaparem e chegarem à estrela de nêutrons. No outro, a extrema gravidade da estrela de nêutrons destrói completamente a anã branca e seu cadáver estelar esfarrapado chove sobre seu irmão mais pesado e denso.
Em ambos os casos, uma tremenda quantidade de transferências de massa da anã branca e para a estrela de nêutrons é a causa da diversão, de acordo com uma nova pesquisa.
Ligando o monstro
Os cientistas por trás da nova pesquisa querem saber se uma fusão entre uma anã branca e uma estrela de nêutrons pode ser o ideal para desencadear a escalada de um campo magnético extremo. A princípio, o material (retirado da anã branca ou feito da própria anã branca rasgada) espirala na estrela de nêutrons.
À medida que cai, acelera a rotação da estrela de nêutrons, como um adulto empurrando o carrossel no parquinho, para o deleite e horror das crianças. Em breve, a estrela de nêutrons estará girando mais rapidamente do que as lâminas do liquidificador da sua cozinha.
Essa espiral pega o campo magnético ao redor e gira sobre si mesmo, enrolando-se como uma cobra pronta para atacar. Mas o fluxo de matéria para a estrela de nêutrons não é nada suave; é incrivelmente turbulento e caótico. Pequenas pequenas torções e deformações no campo magnético se esticam, torcem e crescem, fazendo com que o campo magnético retorne a si próprio em um mecanismo de dínamo, aproveitando as poderosas energias desencadeadas na colisão da anã branca e da estrela de nêutrons para alimentar um campo magnético mais forte do que qualquer outra coisa no universo.
Por fim, nasce o magnetar. (Pelo menos, de acordo com essa teoria.)
Como um bebê recém-nascido, o magnetar chega ao mundo gritando e chorando. É instável; por causa de todas as forças caóticas da fusão, ela ainda não se estabeleceu em um ritmo regular de rotação. E, como essa rotação é tão rápida, qualquer pequena falha ou engate liberará uma poderosa explosão de energia na forma de radiação eletromagnética, sugerem os cientistas.
E as ondas de rádio – como aquelas explosões massivas de FRBs – são radiação eletromagnética.
A nova pesquisa sugere que pelo menos alguns dos FRBs que observamos no céu são os gritos de magnetares recém-nascidos, criados a partir da colisão cósmica de estrelas de nêutrons com anãs brancas. Se a premissa estiver correta, é quase poético: a colisão de dois remanescentes estelares exóticos, criando outro habitante estranho do cosmos, dando origem a uma das mais extremas explosões de energia conhecidas pelos astrônomos, uma explosão de radiação tão intensa que pode ser testemunhado de todo o universo.
É talvez o parto mais difícil do cosmos.
Publicado em 05/05/2020 07h29
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