Um grupo cienta­fico internacional com destacada participação valenciana conseguiu medir pela primeira vez as oscilações da luminosidade de um magnetar durante os seus momentos mais violentos. Em apenas um danãcimo de segundo, o magnetar liberou energia equivalente a  produzida pelo sol em 100.000 anos. A observação foi realizada sem intervenção humana, graças a um sistema de inteligaªncia artificial desenvolvido no Laborata³rio de Processamento de Imagens (IPL) da Universidade de Valaªncia.

Entre as estrelas de naªutrons , objetos que podem conter meio milha£o de vezes a massa da Terra em um dia¢metro de cerca de 20 quila´metros são os magnetares, um pequeno grupo com os campos magnanãticos mais intensos conhecidos. Esses objetos, dos quais apenas 30 são conhecidos, sofrem erupções violentas ainda pouco conhecidas devido ao seu cara¡ter inesperado e sua duração de apenas danãcimos de segundo. Detecta¡-los éum desafio para a ciência e a tecnologia.

Nos últimos 20 anos, os cientistas se perguntaram se háoscilações de alta frequência nos magnetares. A equipe publicou recentemente seu estudo sobre a erupção de um magnetar na revista Nature . Eles mediram oscilações no brilho do magnetar durante seus momentos mais violentos. Esses episãodios são um componente crucial para a compreensão das erupções magnetares gigantes. O trabalho foi conduzido por seis pesquisadores da Universidade de Valencia e colaboradores espanha³is.

"Mesmo em um estado inativo, os magnetares podem ser 100.000 vezes mais luminosos que nosso sol, mas no caso do flash que estudamos - GRB2001415 - a energia que foi liberada éequivalente a quela que nosso sol irradia em 100.000 anos," afirma o pesquisador principal Alberto J. Castro-Tirado, do IAA-CSIC.

“A explosão do magnetar, que durou aproximadamente um danãcimo de segundo, foi descoberta no dia 15 de abril de 2020 em meio a  pandemia”, diz Va­ctor Reglero, professor de Astronomia e Astrofísica do UV, pesquisador do Laborata³rio de Processamento de Imagens (IPL), coautor do artigo e um dos arquitetos do ASIM, o instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional que detectou a erupção. “Desde então desenvolvemos um trabalho de análise de dados muito intenso, visto que era uma estrela de naªutrons de 10 ** 16 Gauss e localizada em outra gala¡xia. Um verdadeiro monstro ca³smico”, diz Reglero.

Os cientistas acreditam que as erupções em magnetares podem ser devidas a instabilidades em suas magnetosferas ou a uma espanãcie de "terremoto" produzido em sua crosta, uma camada ra­gida e ela¡stica com cerca de um quila´metro de espessura. “Independentemente do gatilho, um tipo de onda écriada na magnetosfera da estrela - a Alfvanãn - que são bem conhecidas do sol e que interagem entre si, dissipando energia”, explica Alberto J. Castro-Tirado.

Segundo o estudo, as oscilações detectadas na erupção são consistentes com a emissão produzida pela interação entre as ondas de Alfvanãn, cuja energia érapidamente absorvida pela crosta. Assim, em alguns milissegundos, o processo de reconexão magnanãtica e, portanto, também os pulsos detectados no GRB2001415, terminam, desaparecendo 3,5 milissegundos após o burst principal. A análise do fena´meno permitiu estimar que o volume da erupção foi semelhante ou atémaior que o da própria estrela de naªutrons.

A erupção foi detectada pelo instrumento ASIM, que estãoa bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). O ASIM foi o aºnico dos sete telesca³pios capaz de registrar a fase principal da erupção em toda a sua faixa de energia sem sofrer saturações. A equipe cienta­fica conseguiu resolver a estrutura temporal do evento, uma tarefa verdadeiramente complexa que envolveu mais de um ano de análise por apenas dois segundos durante os quais os dados foram coletados.

O Atmosphere Space Interactions Monitor (ASIM) éuma missão da ESA desenvolvida pela Dinamarca, Noruega e Espanha, que estãooperacional na ISS desde 2018 sob a supervisão dos investigadores Torsten Neubert (Universidade Tanãcnica da Dinamarca), Nikolai Ostgaard (Universidade de Bergen, Noruega) e Va­ctor Reglero (Universidade de Valaªncia, Espanha), que formam o ASIM Facility Science Team.

O objetivo do ASIM émonitorar fena´menos violentos na atmosfera da Terra de comprimentos de onda a³pticos a gama a 40 MeV, uma atividade que o telesca³pio vem realizando desde junho de 2018. Ele já detectou 1.000 erupções de raios gama. “Como esses fena´menos são imprevisa­veis, o ASIM decide de forma totalmente auta´noma quando algo acontece e envia os dados para os diferentes centros do Science Data Center em Copenhagen, Bergen e Valencia”, explica Va­ctor Reglero.

A detecção de oscilações quase peria³dicas em GRB2001415 foi um grande desafio do ponto de vista da análise de sinais. “A dificuldade estãona brevidade do sinal, cuja amplitude decai rapidamente e fica embutida no rua­do de fundo. E, por ser rua­do correlacionado, édifa­cil distinguir seu sinal”, diz Reglero. O sistema de inteligaªncia artificial, aliado a sofisticadas técnicas de análise de dados, permitiu aos pesquisadores detectar esse espetacular fena´meno.

Embora essas erupções já tenham sido detectadas em dois dos 30 magnetares conhecidos na gala¡xia e em outras gala¡xias próximas, GRB2001415 éa erupção magnetar mais distante capturada atéhoje, localizada no grupo Escultor de gala¡xias a cerca de 13 milhões de anos-luz de distância. “Visto em perspectiva, écomo se o magnetar quisesse nos indicar sua existaªncia desde sua solida£o ca³smica, cantando nos kHz com a força de um Pavarotti de um bilha£o de sãois”, diz Reglero.

De acordo com os autores do artigo, a erupção fornece um componente crucial para a compreensão de como as tensaµes magnanãticas são produzidas dentro e ao redor de uma estrela de naªutrons. O monitoramento conta­nuo de magnetares em gala¡xias próximas ajudara¡ a entender esse fena´meno, e também abrira¡ o caminho para um melhor entendimento de rajadas de ra¡dio rápidas, atualmente um dos fena´menos mais enigma¡ticos da astronomia.