Entre todos os objetos do Universo, os magnetares estão sem dúvida entre os mais violentos. São estrelas de nêutrons com um campo magnético tão intenso que supera em várias ordens de grandeza o de qualquer outra estrela. Um magnetar pode atingir \(10^{11}\) teslas, ou seja, cerca de 1,5 milhão de trilhões de vezes o campo magnético terrestre (25 a 65 microteslas, ou 0,25 a 0,65 gauss).
Em intensidades tão extremas, o campo magnético não se limita a uma simples propriedade física. Ele modifica a estrutura das órbitas atômicas, polariza o vácuo quântico e, de acordo com as previsões da eletrodinâmica quântica, pode conferir ao vácuo birrefringência, permitindo que ele desvie a luz de acordo com sua polarização. Em tais níveis de energia, a própria estabilidade da matéria é questionada: os átomos se alongam em finos cilindros alinhados ao longo das linhas do campo, perdendo toda semelhança com sua configuração habitual.
O nascimento de um magnetar está intimamente ligado ao das estrelas de nêutrons. Quando uma estrela massiva, cuja massa inicial excede cerca de oito a vinte massas solares, esgota suas reservas nucleares, seu núcleo entra em colapso em uma fração de segundo. A matéria é comprimida a densidades extremas: uma simples colher de chá dessa matéria poderia pesar quase um bilhão de toneladas. Desse colapso nasce uma estrela de nêutrons, um objeto de cerca de 20 quilômetros de diâmetro, mas contendo uma massa maior que a do Sol.
No entanto, nem todas as estrelas de nêutrons se tornam magnetares. Uma questão persiste: por que algumas desenvolvem um campo magnético tão intenso? Dois mecanismos principais são atualmente propostos pelos astrofísicos.
O primeiro baseia-se no efeito dínamo. No momento do colapso, se o núcleo da estrela progenitora girar rápido o suficiente, a matéria em fusão entra em um regime de convecção turbulenta intensa. Esses movimentos de matéria condutora, combinados com uma rotação rápida, amplificam exponencialmente o campo magnético inicial em algumas dezenas de milissegundos. Simulações realizadas por Robert Duncan e Christopher Thompson a partir de 1992 demonstraram que esse processo, sob certas condições de rotação inicial, poderia gerar campos magnéticos da ordem de \(10^{11}\) teslas, em conformidade com as observações.
O segundo mecanismo, mais recente, sugere que o campo magnético excepcional do magnetar pode provir parcialmente da estrela progenitora. Algumas estrelas massivas, chamadas estrelas Ap magnéticas, já possuem campos magnéticos incomumente poderosos. A conservação do fluxo magnético durante o colapso do núcleo, combinada com a redução drástica do raio do objeto (de centenas de milhares de quilômetros para algumas dezenas), seria suficiente para amplificar esse campo inicial em um fator da ordem de \((R_{\text{estrela}}/R_{\text{nêutrons}})^2\), ou seja, cerca de \(10^{10}\).
É por meio de suas manifestações energéticas que os magnetares se revelam aos nossos instrumentos. Vários tipos de eventos são distinguidos.
Os repetidores de raios gama suaves (SGR) são emissões breves e recorrentes de raios X e gama de intensidade relativamente baixa. Eles indicam uma atividade magnética sustentada, ligada a reajustes da crosta ou a deformações das linhas do campo na magnetosfera.
As erupções gigantes constituem os eventos mais espetaculares. Três foram detectadas até hoje em nossa Galáxia ou em suas vizinhas imediatas. A mais famosa, ocorrida em 27 de dezembro de 2004, proveniente de SGR 1806-20, foi poderosa o suficiente para ionizar parcialmente a atmosfera superior da Terra a uma distância de cerca de 50.000 anos-luz. Bryan Gaensler (1973-) e seus colaboradores estimaram que essa erupção liberou em 0,2 segundos uma energia equivalente à do Sol durante 250.000 anos.
Finalmente, alguns magnetares foram associados a explosões rápidas de rádio. Em 2020, a detecção de FRB 200428 proveniente do magnetar SGR 1935+2154, localizado em nossa própria Galáxia, forneceu pela primeira vez uma prova direta de que os magnetares podem produzir tais explosões.
As estrelas de nêutrons se apresentam em várias formas, dependendo de seu campo magnético e atividade rotacional. A tabela a seguir compara suas principais propriedades.
| Tipo | Campo magnético (T) | Período de rotação | Vida ativa | Exemplo | Particularidade |
|---|---|---|---|---|---|
| Pulsar de rádio | \(10^7 - 10^9\) | 1,4 ms a vários segundos | 10 a 100 milhões de anos | PSR B1919+21 | Primeiro pulsar descoberto (1967), por Jocelyn Bell Burnell (1943-). |
| Pulsar de milissegundo | \(10^5 - 10^8\) | 1,4 ms a 30 ms | Vários bilhões de anos | PSR J0437-4715 | Reciclado por acreção de uma estrela companheira. |
| SGR (Soft Gamma Repeater) | \(10^{10} - 10^{11}\) | 2 a 12 segundos | 10.000 a 100.000 anos | SGR 1806-20 | Erupção gigante de 2004, a mais energética já detectada em nossa Galáxia. |
| AXP (Anomalous X-ray Pulsar) | \(10^{10} - 10^{11}\) | 5 a 12 segundos | 10.000 a 100.000 anos | 1E 2259+586 | Emite raios X persistentes sem necessidade de acreção de uma companheira. |
| ENS (Estrela de Nêutrons Isolada) | \(10^9 - 10^{10}\) | 3 a 11 segundos | Vários milhões de anos | RX J1856.5-3754 | Detectável apenas em raios X térmicos, sem emissão de rádio ou gama. |
N.B.: SGRs e AXPs são atualmente considerados duas manifestações observacionais de uma mesma categoria de objetos: os magnetares. A distinção histórica reflete o método de detecção inicial, em vez de uma diferença física fundamental. As vidas ativas são muito curtas em escala cósmica, pois o campo magnético se dissipa rapidamente, desacelerando a estrela até que sua atividade cesse.
Magnetares: Quando uma estrela de nêutrons se torna uma bomba magnética 
As Imortais do Cosmos: Quando o Universo se apagar, elas ainda brilharão 
Mecanismo de Anticítera: As Engrenagens do Cosmos 
As estrelas, herança de uma era de ouro: A astronomia árabe 
As Estrelas: Forjas Cósmicas dos Elementos Químicos 
Óptica Adaptativa e Estrelas Laser 
Zonas Habitáveis: O lugar ideal para viver perto das estrelas 
Pulsar: Um Coração Estelar que Bate 
Gigantes da Via Láctea: Top das Estrelas Mais Massivas, Maiores e Mais Luminosas 
Os primeiros minerais dos sistemas estelares 
O que é um Colapsar? 
A vida das estrelas: Do colapso da nebulosa à explosão cataclísmica 
Quando uma Estrela se Apaga: Nascimento de um Buraco Negro 
Buraco negro, resíduo massivo de estrela 
Estrelas de Nêutrons: Quando os Átomos não Existem Mais 
Estrelas Gigantes Azuis e Supergigantes Vermelhas: O Destino das Estrelas Massivas 
Colapso Gravitacional: Formação e Nascimento das Estrelas 
O mistério das explosões de raios gama 
Anãs Brancas: Estrelas no Fim da Vida 
Anãs Marrons: Entre Estrelas e Planetas Gigantes 
O Vento das Estrelas: Interação entre Luz e Poeira Cósmica 
As estrelas mais luminosas do céu: Top 50 
A explosão do Charuto 
Velocidade de escape de pequenos objetos de buracos negros 
O cinto de Gould, um fogo de artifício estelar 
A Morte das Estrelas: Como Sua Massa Decide Seu Destino Final? 
Estrelas azuis, brancas, amarelas e laranja 
As Plêiades: As Sete Irmãs e Centenas de Estrelas 
A estrela Fomalhaut: A Boca do Peixe 
Anãs Amarelas: O Sol e suas Primas Estelares 
Aglomerados de Estrelas: Joias do Céu Profundo 
O que é uma Cefeida? 
Desligue as estrelas para ver exoplanetas 
Betelgeuse: Estrela Gigante à Beira do Caos em Órion 
Planetas Brilhantes, Estrelas Cintilantes: A Arte de Reconhecê-los 
Do Olho Nu ao Telescópio Espacial: Quais são os Métodos para Avaliar a Distância das Estrelas? 
U Camelopardalis: A Estrela de Carbono que Perde sua Envoltória 
Anãs Vermelhas: As Menores Estrelas 
V838 Monocerotis: A estrela que brilhou como uma supernova sem colapsar 
Estrelas perto de Alfa Centauri 
Superexplosão e supernova SN 1572 
Coatlicue, a estrela que está na origem do nosso Sol