A primeira explosão rápida de rádio (FRB) detectada na Via Láctea parece vir de um magnetar, que é uma estrela de nêutrons altamente magnética. Se os magnetares forem confirmados como uma fonte de FRBs, será um grande salto em nossa compreensão dessas explosões misteriosas.
O FRB de pico duplo compreendia duas rajadas de rádio de disparo rápido que chegaram a 28,9 ms uma da outra em 28 de abril de 2020. O sinal veio da direção do magnetar SGR 1935 + 2154, que está localizado a cerca de 30.000 anos-luz de distância perto do centro da Via Láctea. O FRB foi detectado pela primeira vez pelo Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), que é um radiotelescópio do Dominion Radio Astrophysical Observatory, em British Columbia.
No início de abril, houve uma enxurrada de sinais de raios-X detectados pelo satélite Swift da NASA, e duas explosões mais fortes do que a média foram vistos ocorrendo exatamente ao mesmo tempo que as explosões de rádio.
Sinal poderoso
O FRB é cerca de 3.000 vezes mais poderoso do que qualquer emissão de rádio previamente detectada de um magnetar conhecido. No entanto, ainda é dez vezes mais fraco do que o FRB extragaláctico mais fraco.
Isso significa que o FRB provavelmente não teria sido detectado se tivesse se originado de fora da Via Láctea, diz Kiyoshi Masui do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, autor de um artigo na Nature descrevendo a descoberta. O FRB também foi visto por astrônomos trabalhando no radiotelescópio STARE2 nos Estados Unidos, que também relataram na Nature. Uma terceira equipe usou o telescópio FAST na China para fazer observações de acompanhamento e também publicou na Nature.
O magnetar extragaláctico mais próximo está a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância. Se a explosão de SGR 1935 + 2154 tivesse ocorrido àquela distância, teria parecido 200 milhões de vezes mais fraca. “No entanto, presumivelmente, existem muitos FRBs extragaláticos que são muito fracos para que possamos ver, então essa explosão estaria nessa categoria”, acrescenta Masui.
Existem atualmente menos de 30 magnetares conhecidos na Via Láctea. Esse pequeno número “torna a vida difícil” ao tentar entender seu comportamento, diz Adam Deller, que é astrofísico na Swinburne University of Technology, na Austrália, e que não esteve envolvido na pesquisa.
Link seguro necessário
No entanto, “se pudermos fazer uma ligação segura entre o tipo de explosão que este magnetar galáctico emite e FRBs extragalácticos, então ter uma fonte em nossa porta mudará o jogo”, diz ele. Isso permitiria aos astrônomos observar características que são muito fracas para serem vistas em FRBs em outras galáxias, como explosões mais fracas e erupções de raios-X. Na verdade, as observações de acompanhamento já detectaram mais rajadas de rádio vindas de SGR 1935 + 2154, mas até agora foram muito mais fracas do que o FRB de pico duplo de abril.
No início deste ano, Deller fez parte de uma equipe de cientistas que usou a paralaxe para medir a distância precisa de um magnetar chamado XTE J1810-197. Este é o primeiro magnetar conhecido por emitir pulsos de rádio, embora com muito menos energia do que um FRB. Saber a distância até o magnetar permite que os cientistas calculem a força de suas emissões de rádio. Isso permitiu à equipe estimar que o SGR 1935 + 2154 FRB é milhares de vezes mais brilhante do que os pulsos de rádio que emanam do XTE J1810-197.
Apesar da descoberta, os cientistas ainda não entendem o mecanismo pelo qual um magnetar pode produzir um FRB, ou mesmo se todos os FRBs são produzidos por magnetares. As observações mostram que os FRBs podem ser divididos em pelo menos dois tipos de população – aqueles que se repetem, que incluem SGR 1935 + 2154, e explosões muito mais poderosas que parecem ser eventos únicos.
Efeitos quânticos
As propostas para o mecanismo de uma FRB incluem masers síncrotron e até mesmo asteróides colidindo com magnetares. Outra teoria popular é que os efeitos quânticos produzem uma torrente de elétrons que interagem com o campo magnético incrivelmente forte de um magnetar, que, no caso do SGR 1935 + 2154, tem uma força de 2,2 × 1014 gauss.
“Perto dos magnetares, o campo magnético é tão forte que pode fazer com que pares de elétrons e pósitrons sejam criados espontaneamente no vácuo, usando a energia contida no campo magnético”, diz Masui. Esses elétrons então se movem como correntes elétricas através do campo magnético, produzindo breves explosões de ondas de rádio.
Para confirmar que pelo menos alguns FRBs extragaláticos são produzidos por magnetares, os astrônomos gostariam de ver rajadas de raios-X coincidirem com um FRB, como foi o caso do SGR 1935 + 2154. No entanto, dado o mecanismo de formação indeterminado de FRBs, não está claro qual é a sua relação com as erupções de raios-X.
“Eles devem estar relacionados de alguma forma, mas é engraçado que os raios-X nem sempre sejam acompanhados por explosões de rádio”, diz Masui. Entender essa conexão, através do estudo do SGR 1935 + 2154 e outros magnetares, pode ser a chave para desvendar pelo menos alguns dos mistérios que cercam os FRBs.
Publicado em 05/11/2020 12h45
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