Um magnetar da Via Láctea chamado SGR 1935 + 2154 pode ter contribuído maciçamente para resolver o mistério de poderosos sinais de rádio no espaço profundo que incomodam os astrônomos há anos.
Em 28 de abril de 2020, a estrela morta – a apenas 30.000 anos-luz de distância – foi gravada por observatórios de rádio de todo o mundo, aparentemente com uma única explosão de ondas de rádio incrivelmente brilhante e de milissegundos, o que até agora só foi detectável em outra galáxia.
Além disso, os observatórios de raios X globais e espaciais registraram uma contraparte de raios X muito brilhante.
O trabalho neste evento é muito preliminar, com os astrônomos lutando loucamente para analisar as faixas de dados. Mas muitos parecem concordar que isso poderia finalmente apontar para a fonte de rajadas rápidas de rádio (FRBs).
“Esse tipo de coisa, na mente da maioria das pessoas, define a origem dos FRBs como provenientes de magnetares”, disse à ScienceAlert o astrônomo Shrinivas Kulkarni, da Caltech, e membro de uma das equipes, a pesquisa STARE2 que também detectou o sinal de rádio.
As Fast Radio Burst – FRBs – Explosões rápidas de rádio, são um dos mistérios mais fascinantes do cosmos. São sinais de rádio extremamente poderosos do espaço profundo, a galáxias a milhões de anos-luz de distância, alguns descarregando mais energia do que 500 milhões de sóis. No entanto, duram menos do que um piscar de olhos – meros milissegundos de duração – e a maioria deles não se repete, tornando-os muito difíceis de prever, rastrear e, portanto, entender.
Explicações potenciais variaram de supernovas a alienígenas (o que, desculpe, é extremamente improvável). Mas uma possibilidade que vem ganhando força é que os FRBs sejam produzidos por magnetares.
Estes são um tipo particularmente estranho de estrela de nêutrons, os restos de núcleo extremamente densos que sobraram depois que uma estrela maciça se torna supernova. Mas os magnetares têm campos magnéticos muito mais poderosos que as estrelas comuns de nêutrons – cerca de 1.000 vezes mais fortes. Como eles chegaram a esse ponto é algo que não entendemos bem, mas tem um efeito interessante na própria estrela.
À medida que a força gravitacional tenta manter a estrela unida – uma força interior -, o campo magnético é tão poderoso que distorce a forma da estrela. Isso leva a uma tensão contínua entre as duas forças, explicou Kulkarni, que ocasionalmente produz terremotos gigantescos e explosões magnetares gigantes.
Em 27 de abril de 2020, o SGR 1935 + 2154 foi detectado e observado por vários instrumentos submetidos a um surto de atividade, incluindo o Telescópio Swift Burst Alert, o satélite AGILE e a carga útil do NICER ISS. Inicialmente, parecia relativamente normal, consistente com o comportamento observado em outros magnetares.
Mas então, em 28 de abril, o experimento canadense de mapeamento de intensidade de hidrogênio (CHIME) – um telescópio projetado para examinar os céus em busca de eventos transitórios – fez uma detecção sem precedentes, um sinal tão poderoso que o sistema não conseguiu quantificá-lo. A detecção foi relatada no Telegram do astrônomo.
Mas a pesquisa STARE2, um projeto iniciado pelo aluno de pós-graduação da Caltech, Christopher Bochenek, foi projetado exatamente para a detecção de FRBs locais. Consiste em três antenas de rádio dipolo localizadas a centenas de quilômetros de distância, que primeiro podem descartar sinais locais produzidos por atividades humanas e também permitem a triangulação do sinal.
Ele recebeu o sinal alto e claro, com uma fluência de mais de um milhão de jansky milissegundos. Normalmente, recebemos FRBs extragalácticos em algumas dezenas de milissegundos jansky. Uma vez corrigido para a distância, o SGR 1935 + 2154 estaria na extremidade baixa da potência do FRB – mas se encaixa no perfil, disse Kulkarni.
“Se o mesmo sinal vier de uma galáxia próxima, como uma das galáxias FRB típicas próximas, isso pareceria um FRB para nós”, disse ele à ScienceAlert. “Algo assim nunca foi visto antes”.
Transient phase space plot now with the SGR 1935+2154 lower limit from STARE2. I think the interpretation writes itself. pic.twitter.com/8ScrlcyqLW
? An Dr. Evan Ó Catháin (@evanocathain) April 29, 2020
Mas também vimos algo mais que nunca vimos em um FRB extragalático, e esse é o equivalente em raios-X. Isso é bastante comum em explosões magnetares, é claro. De fato, é muito mais normal que os magnetares emitam raios X e radiação gama do que ondas de rádio.
A contraparte de raios-X da explosão da SGR 1935 + 2154 não foi particularmente forte ou incomum, disse o astrofísico Sandro Mereghetti, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, e pesquisador do satélite INTEGRAL da ESA. Mas isso poderia implicar que há muito mais nos FRBs do que podemos detectar atualmente.
“Este é um resultado muito intrigante e apóia a associação entre FRBs e magnetares”, disse Mereghetti à ScienceAlert.
“Os FRB identificados até agora são extragaláticos. Eles nunca foram detectados em raios X / gama. Um raio X estourado com luminosidade como a de SGR1935 seria indetectável para uma fonte extragalática”.
Mas esse sinal de rádio era inegável. E, de acordo com Kulkarni, é absolutamente possível que um magnetar produza explosões ainda maiores. A explosão de SGR 1935 + 2154 não exigia muita energia para um magnetar, e a estrela poderia facilmente lidar com uma explosão mil vezes mais forte.
Certamente é coisa vertiginosa. Mas é importante ter em mente que ainda são os primeiros dias. Os astrônomos ainda estão realizando observações de acompanhamento da estrela usando algumas das ferramentas mais poderosas que temos.
E eles ainda precisam analisar o espectro da explosão, para determinar se ela possui alguma semelhança com os espectros das explosões rápidas de rádio extragalácticas. Caso contrário, podemos voltar à estaca zero.
Claro, mesmo que o SGR 1935 + 2154 confirme uma origem magnetar para rajadas rápidas de rádio, isso não significa que é a única origem. Alguns dos sinais se comportam de maneira muito diferente, repetindo imprevisivelmente. Verificou-se recentemente que uma fonte está repetindo em um ciclo de 16 dias.
Tudo o que o SGR 1935 + 2154 nos diz, estamos longe de resolver completamente o enigma complicado que esses sinais incríveis representam – mas é um passo incrivelmente emocionante.
Publicado em 01/05/2020 21h23
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