MADRID 10 set. (EUROPA PRESS) -
Metade das estrelas de nêutrons poderia ser composta por magnetares, os astros capazes de gerar alguns dos fenômenos mais extremos do universo.
Até o momento, os estudos indicavam que elas eram relativamente raras. No entanto, um estudo liderado pelo Instituto de Ciências Espaciais (ICE-CSIC), publicado nesta quinta-feira na revista *Nature Astronomy*, revela que os magnetares poderiam constituir cerca de 50% da população de estrelas de nêutrons.
Este trabalho apresenta o primeiro estudo de síntese de populações — uma técnica computacional que simula a evolução das estrelas de nêutrons desde seu nascimento até o presente — que modela simultaneamente, em um único quadro, os principais tipos de estrelas de nêutrons isoladas: pulsares de rádio, magnetares, objetos compactos centrais e estrelas de nêutrons isoladas detectadas por raios X.
Somente na Via Láctea, há cerca de 100 bilhões de estrelas, e cerca de 100 milhões delas (1%) são estrelas de nêutrons, remanescentes de explosões de supernovas. Os magnetares são os principais candidatos a alimentar alguns dos eventos transitórios mais energéticos do universo, como supernovas superluminosas, explosões de raios gama e surtos rápidos de rádio.
No entanto, ainda se desconhece a proporção de magnetares que se formam em relação ao total de estrelas de nêutrons com campos magnéticos normais. Determinar essa fração permitiria avaliar se a população de magnetares é suficientemente abundante para explicar esses eventos.
De acordo com estudos recentes, existem ligações evolutivas entre os magnetares e outros tipos de estrelas de nêutrons. Até agora, os estudos partiam do pressuposto de que os magnetares eram relativamente raros, o que dificultava a conciliação da taxa de formação de magnetares com as taxas observadas desses objetos transitórios. Além disso, não levavam em conta as possíveis relações evolutivas entre os diferentes tipos de estrelas de nêutrons.
“Por isso, é essencial modelar de forma unificada os diferentes tipos de estrelas de nêutrons isoladas e suas possíveis conexões evolutivas, o que permite estimar de maneira consistente a fração e o número de magnetares que se formam”, afirma Celsa Pardo Araujo, primeira autora do artigo e pesquisadora de pré-doutorado do ICE-CSIC.
MOTORES DE EVENTOS TRANSITÓRIOS
A equipe combina o estudo da dinâmica das galáxias, da evolução da rotação e da evolução magnetotérmica das estrelas, além dos efeitos de seleção observacional, para inferir simultaneamente tanto a fração de magnetares quanto o número de explosões de supernova na Via Láctea.
A equipe combina o estudo da dinâmica das galáxias (como as estrelas se distribuem e se movem nas galáxias), a evolução da rotação das estrelas de nêutrons (como elas vão diminuindo sua rotação com o tempo) e sua evolução magnetotérmica (como sua temperatura e seu campo magnético se alteram ao longo de sua vida), juntamente com os viéses decorrentes das observações astronômicas, para inferir simultaneamente tanto a fração de magnetares quanto o número de explosões de supernova em nossa galáxia.
Esse tipo de supernova ocorre quando estrelas muito massivas, com massas entre aproximadamente 8 e 25 massas solares, morrem, esgotam o combustível que as faz brilhar e, consequentemente, entram em colapso devido à atração gravitacional, dando origem a uma estrela de nêutrons.
Reproduzir as observações requer uma taxa de supernovas de colapso de núcleo superior a duas por século na população observada; ou seja, os modelos só conseguem explicar o número de estrelas de nêutrons detectadas se, na Via Láctea, ocorrerem mais de duas explosões desse tipo por século. Conhecer essa taxa é fundamental para estimar o número total de estrelas de nêutrons que se espera que se formem na galáxia.
A equipe obteve essa taxa por meio de dois métodos independentes. Por um lado, a partir dos remanescentes de supernova observados e, por outro, a partir do número de estrelas de nêutrons detectadas na galáxia. Partindo dessa taxa, o estudo aponta que os magnetares representariam, em média, cerca de 50% da população de estrelas de nêutrons. Esse resultado sugere que os magnetares são muito mais comuns do que os estudos anteriores haviam indicado até agora.
“Se os magnetares forem realmente tão comuns, eles poderiam explicar um número significativo dos objetos transitórios mais energéticos do universo, como os surtos rápidos de rádio, as explosões de raios gama e as supernovas superluminosas”, destaca Celsa Pardo Araujo.
MAGNETARES EM DIVERSAS GALÁXIAS
Por sua vez, Nanda Rea, pesquisadora do ICE-CSIC e do Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), afirma que “uma extensão natural deste trabalho seria testar esses resultados em um contexto extragaláctico”.
Em particular, o modelo de síntese de populações desenvolvido neste trabalho poderia ser aplicado a outras galáxias para comparar a população esperada de magnetares com as taxas observadas de objetos transitórios impulsionados por magnetares, como supernovas superluminosas, rajadas rápidas de rádio e explosões de raios gama.
Essas comparações poderiam confirmar a solidez da hipótese do magnetar como motor central da existência de objetos transitórios. No entanto, essa abordagem requer uma caracterização detalhada da história de formação estelar de cada galáxia para estimar com precisão sua taxa de supernovas de colapso de núcleo, que poderia diferir da da Via Láctea.
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