O AstroSat, o primeiro observatório espacial multi-comprimento de onda da Índia, detectou intensas explosões de raios-X sub-segundo de uma nova e única estrela de nêutrons com campo magnético ultrassonoro (magnetar), o que pode ajudar a compreender as intrigantes condições astrofísicas extremas dos magnetars.
Os magnetars são estrelas de nêutrons com um campo magnético ultrassonoro muito mais forte do que o campo magnético terrestre. Em termos simples, o campo magnético de um magnetar é mais de um quatrilhão de vezes mais forte do que o campo magnético da Terra. O que alimenta a emissão de radiação eletromagnética de alta energia neles é a decaimento dos campos magnéticos nesses objetos. Além disso, os magnetars exibem uma forte variabilidade temporal, geralmente incluindo uma rotação lenta, uma rápida desaceleração e explosões brilhantes mas curtas que duram até meses.
Um desses magnetars, chamado SGR J1830-0645, foi descoberto em outubro de 2020 pela sonda Swift da NASA. É relativamente jovem (cerca de 24.000 anos) e uma estrela de nêutrons isolada.
Motivados a estudar o magnetar e explorar suas características em energias de raios-X de amplo espectro com o AstroSat, cientistas do Instituto de Pesquisa Raman (RRI) e da Universidade de Delhi realizaram a análise temporal e espectral desse magnetar usando dois instrumentos a bordo do AstroSat – o contador proporcional de raios-X de grande área (LAXPC) e o telescópio de raios-X suaves (SXT).
“Uma das descobertas fundamentais foi a detecção de 67 explosões curtas de raios-X sub-segundo, com uma duração média de 33 milissegundos. Dessas explosões, a mais brilhante durou cerca de 90 milissegundos”, disse o Dr. Rahul Sharma, autor principal do artigo e pesquisador pós-doutoral do RRI, um instituto autônomo financiado pelo Departamento de Ciência e Tecnologia.
O estudo, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, concluiu que SGR J1830-0645 é um magnetar único que exibiu linhas de emissão em seus espectros.
A presença de linhas de emissão e sua origem potencial – seja devido à fluorescência do ferro, à característica da linha ciclotrônica de prótons ou a um efeito instrumental – continua sendo objeto de consideração, observou o estudo.
“A dependência de energia em SGR J1830-0645 foi diferente do que foi observado em vários outros magnetars. Aqui, havia dois componentes de emissão termal de corpo negro originados na superfície da estrela de nêutrons (com raio de 0,65 e 2,45 km). Essa pesquisa, portanto, contribui para nossa compreensão dos magnetars e suas condições astrofísicas extremas”, disse o Dr. Sharma.
“Observamos que o componente pulsado da emissão geral de raios-X mostrou uma variação significativa com a energia. Ele aumentou para energias de até cerca de 5 kiloelectron Volt (keV) e depois caiu abruptamente. Essa tendência é diferente da observada em vários outros magnetars”, disse a co-autora Prof. Chetana Jain do Hansraj College, Universidade de Delhi.
A equipe de pesquisa agora planeja expandir seu estudo para entender a origem dessas emissões altamente energéticas e decifrar se são de natureza astrofísica ou instrumental.
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