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Um estudo publicado nesta quarta-feira (11) na revista Nature apresenta uma pista importante sobre a origem de algumas das explosões estelares mais brilhantes do Universo. Astrônomos identificaram sinais claros do nascimento de um magnetar, um tipo extremamente magnetizado de estrela de nêutrons, dentro de uma supernova superluminosa.
A descoberta reforça uma hipótese proposta há mais de uma década e também revela um comportamento curioso na luz da explosão. Segundo os pesquisadores, o brilho da supernova oscila de forma semelhante ao movimento de um pião, criando pequenas variações detectadas pelos telescópios.
Em resumo:
- Estudo aponta magnetar como motor de supernova superluminosa;
- Explosão apresentou oscilações de brilho semelhantes a pião rodando;
- Energia viria da rotação rápida da estrela de nêutrons;
- Disco desalinhado provoca precessão relativística e variações luminosas;
- Futuras observações devem confirmar a origem dessas explosões extremas.
O que são supernovas superluminosas
Supernovas superluminosas estão entre os eventos mais energéticos do cosmos. Elas podem brilhar até dez vezes mais que supernovas comuns. Desde que foram identificados pela primeira vez, no início dos anos 2000, esses fenômenos desafiam os modelos tradicionais usados para explicar explosões estelares.
Normalmente, uma supernova ocorre quando uma estrela muito massiva esgota seu combustível nuclear. O núcleo colapsa sob a própria gravidade e as camadas externas são lançadas para o espaço. Esse processo libera enorme quantidade de energia e produz um brilho intenso por algum tempo.
Nas supernovas superluminosas, no entanto, o brilho permanece forte por muito mais tempo do que o esperado. Isso sugere que alguma fonte extra de energia continua alimentando a explosão mesmo depois do colapso inicial da estrela.
Em 2010, o astrofísico Dan Kasen propôs que um magnetar recém-formado poderia explicar esse brilho prolongado. A ideia é que a energia liberada pela rápida rotação desse objeto seja transferida para o material da supernova, mantendo a explosão extremamente luminosa.
Magnetares têm campos magnéticos gigantescos
Magnetares são versões extremas das estrelas de nêutrons. Apesar de terem apenas cerca de 16 km de diâmetro, possuem massa comparável à do Sol. O que realmente os diferencia é o campo magnético gigantesco, entre os mais intensos conhecidos no Universo.
Quando jovens, esses objetos podem girar centenas ou até milhares de vezes por segundo. Esse movimento gera campos magnéticos rotativos capazes de acelerar partículas e transferir energia para os detritos da supernova em expansão.
O novo estudo analisou uma supernova chamada SN 2024afav, descoberta em dezembro de 2024. O evento ocorreu a cerca de um bilhão de anos-luz da Terra e foi acompanhado durante mais de 200 dias por uma rede internacional de telescópios.
As medições foram realizadas pelo Observatório Las Cumbres, que opera telescópios distribuídos em vários continentes. Esse monitoramento permitiu acompanhar com precisão a evolução do brilho da supernova ao longo do tempo.
O pesquisador Joseph Farah, líder do estudo, percebeu algo incomum ao analisar os dados. Cerca de 50 dias após a explosão, quando o brilho atingiu o pico, a luminosidade não começou a cair de forma regular. Em vez disso, apresentou oscilações graduais, formando quatro picos sucessivos. Além disso, o intervalo entre essas variações foi diminuindo com o tempo, criando um padrão semelhante ao aumento de frequência de um som.
Para explicar o fenômeno, os cientistas propuseram que parte do material da explosão caiu novamente em direção ao magnetar. Esse material teria formado um disco de acreção, estrutura comum em sistemas cósmicos muito energéticos.
Como o disco não estaria perfeitamente alinhado com o eixo de rotação da estrela de nêutrons, surgiria um efeito previsto pela teoria da relatividade geral. Esse fenômeno é chamado de precessão de Lense-Thirring.
De forma simplificada, um objeto extremamente massivo em rotação arrasta o próprio espaço-tempo ao seu redor. Isso faz com que o disco oscile lentamente, como um pião girando fora de equilíbrio.
Quando o disco se move, ele pode bloquear ou refletir parte da luz emitida pelo magnetar. Esse processo cria variações periódicas de brilho que podem ser detectadas por telescópios na Terra. À medida que o disco se aproxima do magnetar, o ritmo dessas oscilações aumenta. Foi exatamente esse comportamento que os cientistas observaram na supernova estudada.
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Magnetares acionam motores das explosões estelares
Com base nas observações, os pesquisadores também estimaram algumas características do objeto central. A estrela de nêutrons parece girar uma vez a cada 4,2 milissegundos e possuir um campo magnético cerca de 300 trilhões de vezes mais forte que o da Terra.
Os resultados indicam que magnetares podem realmente fornecer a energia necessária para explicar parte das supernovas superluminosas. Ainda assim, os cientistas afirmam que outros mecanismos também podem produzir explosões extremamente brilhantes.
Nos próximos anos, novos observatórios devem ampliar esse tipo de investigação. Telescópios como o Vera C. Rubin, no Chile, deverão identificar muitas outras supernovas semelhantes, permitindo testar melhor as teorias sobre esses eventos extremos.