doi.org/10.1038/s41550-025-02477-y
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#Magnetar
Nova simulação revela a formação dos magnetars e resolve um grande mistério sobre suas origens magnéticas
Os magnetars são um tipo raro de estrela de nêutrons com os campos magnéticos mais intensos do Universo
Esses objetos extremamente densos desempenham um papel crucial em eventos cósmicos extremos, como hipernovas, rajadas rápidas de rádio e explosões de raios gama. No entanto, a origem desses campos magnéticos poderosos sempre foi um mistério. Agora, usando simulações avançadas, cientistas conseguiram recriar o processo de formação e evolução dessas estrelas magnéticas. Essa descoberta, publicada na revista *Nature Astronomy*, oferece novas respostas sobre os magnetars.
Magnetars: Os Titãs Magnéticos do Universo
Quando uma estrela com pelo menos oito vezes a massa do Sol chega ao fim de sua vida, ela colapsa sob sua própria gravidade. Esse colapso provoca uma supernova, expulsando as camadas externas da estrela, enquanto o núcleo se contrai violentamente. O que sobra é uma estrela de nêutrons – o objeto mais denso conhecido no Universo. Apenas uma colher de chá desse material pesaria impressionantes um bilhão de toneladas, o equivalente a 100.000 Torres Eiffel.
Dentre as estrelas de nêutrons, algumas se destacam por emitir rajadas intensas de raios X e raios gama. Essas estrelas altamente magnéticas são conhecidas como magnetars e possuem campos magnéticos um milhão de bilhões de vezes mais fortes que o da Terra. Acredita-se que essas emissões extremas sejam causadas pela liberação da imensa energia armazenada nesses campos magnéticos.
O Mistério da Origem dos Magnetars
Os campos magnéticos dos magnetars desempenham um papel essencial nos fenômenos luminosos que os acompanham. Por isso, os cientistas buscam entender como esses campos se formam.
A teoria mais aceita sugere que esses campos magnéticos surgem através de um processo chamado ação de dínamo, que ocorre no interior da protoestrela de nêutrons – o estágio inicial da estrela logo após a explosão da supernova.
“A ação de dínamo permite que um fluido condutor, como o plasma, amplifique e mantenha seus próprios campos magnéticos, superando os efeitos que tendem a dissipá-los. Esse fenômeno é responsável pela geração da maioria dos campos magnéticos astrofísicos, incluindo os do Sol e da Terra”, explica Paul Barrère, pesquisador da Universidade de Genebra e coautor do estudo.
Uma Nova Teoria para a Formação dos Magnetars
Muitos modelos de dínamo exigem que o núcleo da estrela original gire rapidamente para gerar um magnetar. No entanto, como essa rotação é difícil de medir diretamente, sua real velocidade é um mistério. Para resolver essa questão, Barrère e seus colegas, Jérôme Guilet e Raphaël Raynaud, do Departamento de Astrofísica do CEA Saclay, estudaram um novo cenário.
Nesse modelo alternativo, a protoestrela de nêutrons ganha rotação devido a parte da matéria ejetada pela supernova, que depois cai de volta em sua superfície. “Isso torna nosso modelo independente da rotação inicial da estrela progenitora”, explica Barrère.
O principal mecanismo responsável pelo fortalecimento do campo magnético nessa protoestrela é um tipo específico de dínamo conhecido como dínamo Tayler-Spruit.
“Esse processo ocorre devido à diferença de rotação dentro da estrela e a uma instabilidade no campo magnético. É um fenômeno bem conhecido pelos pesquisadores que estudam a rotação dos núcleos estelares”, acrescenta Barrère.
Simulando a Evolução dos Magnetars
Embora esse novo modelo explique como os magnetars se formam logo após a supernova, essa fase inicial dura apenas alguns segundos – um tempo muito curto se comparado à idade dos magnetars observados.
Para estudar a evolução desses objetos ao longo de milhões de anos, os pesquisadores colaboraram com cientistas das universidades de Newcastle e Leeds, especialistas na evolução das estrelas de nêutrons. Juntos, eles produziram a primeira simulação numérica da evolução de uma estrela de nêutrons com um campo magnético complexo gerado pelo dínamo Tayler-Spruit.
Os resultados mostraram que a estrela simulada reproduz características dos chamados magnetars de campo fraco, descobertos em 2010. Esses magnetars possuem campos magnéticos de 10 a 100 vezes mais fracos que os magnetars tradicionais. O estudo sugere que esses objetos se formam em protoestrelas de nêutrons aceleradas pela queda de matéria da supernova, onde o dínamo Tayler-Spruit está ativo.
Um Avanço na Compreensão dos Magnetars
“Nosso trabalho representa um grande avanço no entendimento dos magnetars e abre novas perspectivas para o estudo de outros tipos de dínamos”, afirma Barrère.
Os pesquisadores acreditam que cada tipo de dínamo deixa uma marca única na configuração do campo magnético da estrela, influenciando sua emissão de radiação.
“Se o dínamo Tayler-Spruit está ligado aos magnetars de campo fraco, esperamos identificar no futuro os mecanismos responsáveis pelos outros magnetars”, conclui Barrère.
Publicado em 02/03/2025 13h09
Texto adaptado por IA (ChatGPT / Gemini) do original em inglês. Imagens de bibliotecas públicas de imagens ou créditos na legenda. Informações sobre DOI, autor e instituição encontram-se no corpo do artigo.
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