Alguns dos objetos mais extremos do Universo podem estar escondidos em uma população muito maior do que os astrônomos imaginavam. Eles possuem campos magnéticos tão intensos que conseguem liberar quantidades colossais de energia e estão associados a alguns dos fenômenos mais violentos já observados. Agora, um novo estudo propõe uma conexão inesperada entre diferentes tipos de estrelas de nêutrons — e o resultado pode obrigar os cientistas a rever a frequência com que esses objetos surgem.
Uma população cósmica pode ter sido subestimada
Os magnetares estão entre os objetos mais extremos conhecidos pela astronomia. Eles são estrelas de nêutrons, os restos ultracompactos deixados pelo colapso de estrelas massivas, mas possuem campos magnéticos extraordinariamente intensos.
Durante muito tempo, os magnetares foram tratados como uma parcela relativamente pequena da população de estrelas de nêutrons. O novo estudo, liderado por pesquisadores do Instituto de Ciências do Espaço (ICE-CSIC), apresenta uma possibilidade bem diferente.
Os cientistas estimaram que cerca de metade das estrelas de nêutrons poderia nascer como magnetar.
O número não significa que metade das estrelas de nêutrons atualmente observadas seja necessariamente identificada como magnetar. Trata-se de uma estimativa produzida por um modelo que tenta reconstruir como esses objetos nascem, evoluem e deixam de ser detectáveis de determinadas maneiras.
Para chegar a esse resultado, os pesquisadores utilizaram uma técnica conhecida como síntese de populações. Em vez de estudar cada grupo de estrelas de nêutrons separadamente, o método permite simular grandes populações desde sua formação até os diferentes estágios de evolução.
Isso abre uma possibilidade interessante: objetos que parecem pertencer a categorias diferentes hoje podem, na verdade, fazer parte de uma mesma história evolutiva.
O modelo tentou juntar peças que normalmente são estudadas separadamente
A equipe analisou conjuntamente diferentes tipos de estrelas de nêutrons isoladas, incluindo pulsares de rádio, magnetares, objetos compactos centrais e estrelas de nêutrons isoladas observadas em raios X.
O modelo levou em consideração vários fatores que mudam ao longo da vida desses objetos. Entre eles estão a distribuição e o movimento das estrelas pela Via Láctea, a maneira como sua rotação diminui com o tempo e as mudanças simultâneas de temperatura e intensidade do campo magnético.
Outro ponto importante foram os chamados vieses de observação.
Os astrônomos não enxergam todas as estrelas de nêutrons existentes. Alguns objetos são mais fáceis de detectar do que outros, dependendo de sua idade, distância, emissão de radiação e orientação. Portanto, contar apenas aquilo que conseguimos observar diretamente pode produzir uma imagem distorcida da população real.
Ao incorporar essas limitações ao modelo, os pesquisadores chegaram a uma proporção média próxima de 50% de magnetares entre as estrelas de nêutrons formadas.
Para que essa população seja compatível com o número de estrelas de nêutrons observado atualmente, o modelo também aponta para uma taxa superior a duas supernovas de colapso do núcleo por século na Via Láctea.
Essa estimativa foi obtida por dois caminhos diferentes: a análise de remanescentes de supernovas conhecidos e o número de estrelas de nêutrons já identificadas em nossa galáxia.
E se esses objetos estiverem alimentando os maiores “clarões” do Universo?
A possível abundância dos magnetares não é apenas uma curiosidade estatística.
Esses objetos são considerados candidatos a explicar alguns dos fenômenos transitórios mais energéticos conhecidos. Entre eles estão as rajadas rápidas de rádio, ou FRBs, determinados eventos de raios gama e algumas supernovas extremamente luminosas.
A lógica é relativamente simples: se os magnetares fossem realmente raríssimos, seria necessário encontrar outras explicações para a frequência com que certos fenômenos energéticos aparecem.
Uma população muito maior, por outro lado, forneceria um número muito mais amplo de possíveis fontes de energia.
Mas ainda existe uma etapa essencial antes de transformar essa estimativa em uma nova descrição do Universo.
Os pesquisadores querem aplicar o mesmo modelo a outras galáxias. Isso permitiria comparar a quantidade esperada de magnetares com a frequência dos fenômenos que poderiam estar associados a eles.
O desafio é que cada galáxia possui uma história própria de formação estelar. E essa história determina quantas estrelas massivas nasceram, quantas chegaram ao fim de suas vidas e quantas supernovas de colapso do núcleo poderiam ter produzido estrelas de nêutrons.
Se observações futuras confirmarem a estimativa, os magnetares talvez deixem de ser vistos como uma exceção rara e passem a ocupar um lugar muito mais central na evolução das estrelas massivas.
E isso também poderia mudar nossa interpretação dos misteriosos flashes que atravessam o Universo: talvez alguns dos eventos mais extremos do cosmos tenham uma fonte muito mais comum do que imaginávamos.
