Astrônomos registraram pela primeira vez evidências diretas do nascimento de um magnetar, um tipo raro de estrela de nêutrons com campo magnético extremamente intenso. A descoberta ajuda a explicar como surgem algumas das explosões estelares mais brilhantes do Universo e revelou um fenômeno que, segundo os pesquisadores, só pode ser explicado pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

O estudo foi conduzido por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara e de outras instituições, e publicado na revista Nature. A equipe acompanhou uma supernova por mais de 200 dias e identificou um padrão inédito em sua luminosidade, considerado a evidência mais forte até hoje de que um magnetar recém-formado pode alimentar uma supernova superluminosa.

Como nasce um magnetar

Um magnetar é uma estrela de nêutrons formada quando uma estrela muito massiva esgota seu combustível e seu núcleo colapsa.

Esses objetos possuem apenas cerca de 16 quilômetros de diâmetro, mas concentram enorme quantidade de massa e apresentam campos magnéticos entre 100 e 1.000 vezes mais intensos que os de um pulsar típico. Além disso, podem girar mais de mil vezes por segundo.

Em 2010, o astrofísico Dan Kasen, da Universidade da Califórnia em Berkeley, propôs que um magnetar recém-formado poderia fornecer energia suficiente para manter algumas supernovas brilhando por muito mais tempo do que o previsto pelos modelos tradicionais.

Segundo a hipótese, a rápida rotação e o intenso campo magnético aceleram partículas carregadas que transferem energia ao material expelido pela explosão, prolongando seu brilho. Até agora, porém, essa ideia ainda não havia sido confirmada por observações diretas.

Um 'chiado' na luz revelou a descoberta

A evidência surgiu durante o monitoramento da supernova SN 2024afav, descoberta em dezembro de 2024 a aproximadamente um bilhão de anos-luz da Terra.

Após atingir seu brilho máximo, a explosão apresentou um comportamento incomum. Em vez de perder luminosidade de forma contínua, sua intensidade aumentava e diminuía repetidamente.

Os pesquisadores identificaram quatro oscilações sucessivas, cada uma ocorrendo em intervalos menores do que a anterior, formando um padrão descrito como um "chiado" na curva de luz da supernova.

Segundo a equipe, nenhuma outra supernova superluminosa observada até hoje havia apresentado quatro oscilações desse tipo.

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A relatividade geral explicou o fenômeno

Para explicar o comportamento da explosão, os pesquisadores propuseram que parte do material ejetado pela supernova caiu novamente em direção ao magnetar recém-formado, formando um disco de acreção ao seu redor.

Como esse disco estaria inclinado em relação ao eixo de rotação da estrela de nêutrons, ele passaria por um fenômeno previsto pela teoria da relatividade geral conhecido como precessão de Lense-Thirring. Nesse efeito, a intensa gravidade de um objeto em rápida rotação arrasta o espaço-tempo ao seu redor, fazendo com que o disco oscile.

À medida que o disco gira, ele bloqueia e reflete parte da luz emitida pelo magnetar. Com o passar do tempo, esse disco se aproxima cada vez mais da estrela, acelerando as oscilações e produzindo o padrão de luminosidade observado pelos astrônomos.

Segundo os autores, esta é a primeira vez que a relatividade geral se mostrou indispensável para explicar a mecânica de uma supernova.

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Descoberta confirma teoria, mas ainda deixa perguntas em aberto

Diante disso, a equipe estimou que o magnetar identificado gira uma vez a cada 4,2 milissegundos e possui um campo magnético aproximadamente 300 trilhões de vezes mais intenso que o da Terra, características típicas desse tipo de estrela de nêutrons.

Para os pesquisadores, a descoberta representa a confirmação mais convincente de que magnetares recém-formados podem alimentar parte das supernovas superluminosas.

Mesmo assim, eles ressaltam que esse provavelmente não é o único mecanismo capaz de produzir essas explosões. Em alguns casos, o brilho extremo ainda pode ser explicado pela interação da onda de choque com o material ao redor da estrela ou até pela formação de um buraco negro.

Com o início das operações do Observatório Vera C. Rubin, os astrônomos esperam descobrir muitas outras supernovas com padrões semelhantes. Isso poderá ajudar a esclarecer com que frequência magnetares participam dessas explosões e ampliar a compreensão sobre a evolução das estrelas mais massivas do Universo.