Uma rajada rápida de rádio (FRB) recém-descoberta, chamada FRB 20200120E, está aprofundando o mistério desses sinais espaciais já profundamente misteriosos.
Os astrônomos rastrearam sua localização até uma galáxia a 11,7 milhões de anos-luz de distância, o que a torna a explosão rápida de rádio mais próxima conhecida, 40 vezes mais perto do que o sinal extragaláctico mais próximo. Mas também aparece em um aglomerado globular – um aglomerado de estrelas muito antigas, não é o tipo de lugar que se poderia esperar encontrar o tipo de estrela cuspindo FRBs.
Sua descoberta sugere um mecanismo de formação diferente para essas estrelas, sugerindo que os FRBs poderiam emergir de uma gama mais ampla de ambientes do que pensávamos.
Os FRBs têm sido cientistas diabólicos desde que o primeiro foi descoberto em 2007. Eles consistem em sinais extremamente poderosos do espaço profundo a milhões de anos-luz de distância, alguns descarregando mais energia do que 500 milhões de sóis e detectados apenas em comprimentos de onda de rádio.
No entanto, essas explosões são chocantemente breves, menos do que um piscar de olhos – meros milissegundos de duração – e a maioria delas não se repete, tornando-as muito difíceis de prever, rastrear e, portanto, entender.
Ao analisar a estrutura fina desses sinais de rádio, os astrônomos têm se concentrado no tipo de objeto que eles achavam que poderia causá-los, com objetos compactos como estrelas de nêutrons sendo a teoria principal. Então, no ano passado, ocorreu um grande avanço. Um FRB foi finalmente detectado de dentro da galáxia da Via Láctea, emitido por um magnetar.
Os magnetares – dos quais apenas 24 foram confirmados até agora – são um tipo raro de estrela de nêutrons, o núcleo colapsado de uma estrela morta que começou entre 8 e 30 vezes a massa do sol. As estrelas de nêutrons são pequenas e densas, com cerca de 20 quilômetros (12 milhas) de diâmetro e massa máxima de cerca de dois sóis.
Os magnetares, como o nome sugere, acrescentam algo mais à mistura: um campo magnético absolutamente insano – cerca de um quatrilhão de vezes mais poderoso do que o campo magnético da Terra e mil vezes mais poderoso do que o de uma estrela de nêutrons normal.
Isso nos traz de volta ao FRB 20200120E. É uma minoria entre os FRBs, que se repete, mas fora isso se encaixa perfeitamente no perfil. Por se repetir, porém, os astrônomos foram mais facilmente capazes de identificar a localização no céu de onde se originou. Ao analisar outras propriedades do sinal, eles foram capazes de determinar que ele percorreu uma distância relativamente curta.
Isso os levou, no início deste ano, a uma galáxia espiral de grande design chamada M81, embora com um certo grau de incerteza. Mais especificamente, os pesquisadores acreditaram ter rastreado o FRB 20200120E até um aglomerado globular.
Em uma nova pré-impressão atualmente aguardando revisão por pares, uma equipe de astrônomos confirmou a localização.
Veja por que isso é um problema. Os aglomerados globulares são grupos compactos de estrelas que tendem a ser muito antigas e de vida longa, bem como de baixa massa, nada maior do que a massa do Sol. Pensa-se que todas as suas estrelas se formaram a partir da mesma nuvem de gás ao mesmo tempo; assim como uma pequena cidade, essas estrelas então vivem juntas suas existências silenciosas.
As estrelas de nêutrons, como mencionamos anteriormente, tendem a se formar a partir de estrelas de massa mais elevada, que também tendem a ter uma duração de vida muito mais curta na sequência principal (queima de hidrogênio) – as do tipo OB. Portanto, como regra geral, você não esperaria encontrar estrelas de nêutrons ou magnetares em um aglomerado globular.
“Aqui, provamos conclusivamente que o FRB 20200120E está associado a um aglomerado globular no sistema galáctico M81, confirmando assim que está 40 vezes mais próximo do que qualquer outro FRB extragalático conhecido”, escreveram os pesquisadores.
“Como esses aglomerados globulares hospedam antigas populações estelares, esta associação desafia os modelos de FRB que invocam magnetares formados em uma supernova de colapso do núcleo como fonte de emissão de FRB.”
Não tenha medo, entretanto – porque há um precedente interessante.
De vez em quando, descobriu-se que um aglomerado globular hospeda um tipo de estrela de nêutrons em rotação rápida, conhecida como pulsar de milissegundos. Como os aglomerados globulares são densamente povoados, as estrelas podem interagir e até mesmo colidir umas com as outras, produzindo objetos como binários de raios-X de baixa massa e pulsares.
De acordo com a equipe de pesquisa, isso introduz outros mecanismos interessantes para a formação magnetar além da supernova de colapso do núcleo de uma estrela massiva. Uma anã branca de baixa massa interagindo com material de acréscimo de outra estrela poderia ganhar massa suficiente para colapsar em uma estrela de nêutrons; ou duas anãs brancas poderiam se fundir, para o mesmo fim.
Também é possível que a fonte do FRB não seja um magnetar, mas um binário de raios X de baixa massa, como uma anã branca e uma estrela de nêutrons, ou uma estrela de nêutrons e um exoplaneta. Também pode ser um buraco negro que se acumula. A evidência para essas explicações está faltando – não há atividade de raios-X ou raios gama que normalmente acompanharia esses sistemas – mas eles ainda não podem ser descartados.
Seja qual for a resposta, porém, parece que o FRB 20200120E está pronto para sacudir as coisas. Ou vai nos ensinar algo novo sobre as interações estelares em aglomerados globulares, ou nos dará um novo canal de formação para FRBs.
Uma vez que é um FRB repetitivo, tão perto de nós, representa uma rara oportunidade de sondar esses sinais misteriosos em detalhes.
Publicado em 01/06/2021 13h24
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