SGR 1745-2900: Atividade intensa de magnetar próximo do buraco negro central supermassivo da Via Láctea revela sua presença

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Região em volta do buraco negro supermassivo da nossa Galáxia. A inserção mostra duas imagens do magnetar SGR 1745-2900, a primeira em 2008, quando o magnetar estava tranquilo, a segunda em 2013, quando ficou violentamente mais luminoso, o que levou à sua descoberta. Créditos: NASA/CXC/INAF/F. Coti Zelati et al.

Em 2013, astrônomos anunciaram que haviam descoberto um magnetar excepcionalmente próximo do buraco negro supermassivo que reside no centro da Via Láctea usando um conjunto de telescópios espaciais que incluía o Observatório de Raios-X Chandra da NASA.

O que são magnetares? Magnetares são remanescentes de estrelas massivas colapsadas (“estrelas de nêutrons”) que possuem campo magnéticos enormemente poderosos. Esse magnetar estudado reside a uma distância de ‘apenas’ 0,3 anos-luz do buraco negro supermassivo central SGR A*, que possui 4 milhões de vezes a massa do Sol no centro da nossa Galáxia. Assim, esse magnetar é inequivocamente a estrela de nêutrons mais próxima de um buraco negro supermassivo já descoberta e é provável que esteja sendo afetada pelo abraço gravitacional.

Desde a sua descoberta há dois anos, quando gerou uma notável explosão de raios-X, que os astrônomos têm acompanhado ativamente este magnetar, denominado SGR 1745-2900, utilizando tanto o Chandra da NASA como o XMM-Newton da ESA. A imagem principal mostra a região vizinha do buraco negro da Via Láctea em raios-X pelo Chandra (os tons de vermelho, verde e azul são raios-X de baixa energia, de energia média e altamente energéticos, respetivamente). A inserção exibe duas ampliações de imagens do Chandra na área justamente em volta do buraco negro, mostrando uma visão combinada obtida entre 2005 e 2008 (à esquerda) enquanto o magnetar ainda não tinha sido detectado durante um período calmo e uma observação em 2013 (à direita) quando o objeto foi observado apresentando um comportamento frenético, vomitando raios-X, na explosão que levou à sua descoberta. O objeto SGR A* assinalado nas inserções é o buraco negro supermassivo central da Via Láctea.

Agora, um novo estudo utiliza observações do acompanhamento de longo prazo para revelar que os raios-X do magnetar SGR 1745-2900 evanescem mais lentamente do que o que se vê em outros magnetares estudados anteriormente. A análise constatou que a sua superfície é mais quente do que era esperado para esse tipo de objeto.

Estrelamotos?

O time de cientistas preliminarmente considerou se os “sismos estelares” ou “estrelamotos” seriam capazes de explicar este comportamento incomum. Sabemos que quando as estrelas de nêutrons se formam, estas podem desenvolver uma crosta rígida na parte externa do objeto colapsado. Ocasionalmente, esta concha exterior pode rachar-se, semelhante ao modo como a superfície da Terra pode fraturar-se durante um terremoto, ver ilustração abaixo:

Ilustração de um sismo em um Magnetar. Crédito: NASA

Embora os estrelamotos possam eventualmente explicar a alteração no brilho e o esfriamento observado em muitos magnetares, os autores descobriram que este mecanismo, por si só, não justifica a queda lenta no brilho dos raios-X e a alta temperatura da crosta do magnetar. O decaimento na intensidade dos raios-X e o esfriamento na superfície dos magnetares após um estrelamoto ocorrem muito depressa conforme os modelos que explicam os sismos estelares.

Os cientistas sugerem então que o bombardeamento da superfície do magnetar por partículas carregadas capturadas em feixes encurvados dos campos magnéticos acima da superfície podem fornecer o aquecimento adicional na superfície do magnetar e explicar o declínio lento da emissão dos raios-X. Estes feixes torcidos dos campos magnéticos são eventualmente gerados quando as estrelas de nêutrons surgem.

Contudo, os pesquisadores não julgam que o comportamento anômalo do magnetar tem sido provocado pela sua proximidade ao buraco negro supermassivo, pois a distância ainda é relativamente grande demais para a existência de interações fortes através dos campos magnéticos e campos gravitacionais.

Os astrônomos vão continuar analisando o SGR 1745-2900 para recolher mais dados sobre o comportamento deste magnetar enquanto orbita o buraco negro supermassivo da Via Láctea.

Os resultados foram publicados em um artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society assinado pelo estudante PhD Francesco Coti Zelati (Universita’ dell’ Insubria, University of Amsterdam, INAF-OAB), auxiliado por um time internacional de colaboradores.