Sinal de Rádio Misterioso Detetado Pela Primeira Vez na Via Láctea

Três novos estudos rastreiam o sinal até uma “estrela magnética” bizarra – e ajudam a desvendar um enorme quebra-cabeças astronómico.

Friday, November 6, 2020
Por Michael Greshko
Em abril, o Telescópio de Abertura Esférica de Quinhentos Metros (FAST) da China ajudou a sondar ...

Em abril, o Telescópio de Abertura Esférica de Quinhentos Metros (FAST) da China ajudou a sondar as propriedades do “magnetar SGR 1935+2154”, que gerou a primeira rajada rápida de rádio alguma vez detetada na Via Láctea.

Fotografia de BOJUN WANG, JINCHEN JIANG COM PÓS-PROCESSAMENTO DE QISHENG CUI.

Num milésimo de segundo, no dia 28 de abril, uma poderosa rajada de ondas de rádio atingiu a Terra, iluminando os radiotelescópios na América do Norte. Agora, os astrónomos rastrearam a fonte deste estranho sinal – e os resultados podem revelar a muito procurada causa de alguns dos sinais cósmicos mais misteriosos alguma vez registados.

Em três estudos publicados no dia 4 de novembro na revista Nature, um grupo internacional de cientistas identificou o sinal como sendo uma rajada rápida de rádio, um clarão extremamente intenso de ondas de rádio que não durou mais do que alguns milissegundos. Estas rajadas já tinham sido captadas anteriormente por telescópios, mas sempre vindas do exterior da nossa galáxia. Os investigadores interrogam-se há vários anos sobre o que pode estar a provocar estas rajadas efémeras, mas poderosas, com especulações que vão desde explosões de estrelas a tecnologias alienígenas.


Agora sabemos que pelo menos uma das fontes é provavelmente um objeto estelar exótico chamado magnetar: um tipo de estrela de neutrões jovem que resultou da explosão de uma grande estrela com um campo magnético extremamente poderoso.

“Quando olhei para os dados pela primeira vez, fiquei paralisado de entusiasmo”, disse na segunda-feira em conferência de imprensa Christopher Bochenek, estudante de doutoramento no Instituto de Tecnologia da Califórnia e autor principal de um dos estudos.

O telescópio CHIME do Canadá foi o primeiro a detetar a rajada de rádio no dia 28 de abril de 2020.

Fotografia de Andre Renard / CHIME Collaboration

O novo sinal é a primeira rajada rápida de rádio rastreada até uma fonte específica, proporcionando uma oportunidade única para os astrónomos poderem finalmente estudar um destes clarões cósmicos em detalhe. “Isto dá-nos uma perspetiva completamente nova sobre as teorias de progenitor [rajadas rápidas de rádio]”, diz por email a astrofísica Amanda Weltman, da Universidade da Cidade do Cabo, que não participou nos estudos.

Procurar explosões na escuridão
Descobertas em 2007, as rajadas rápidas de rádio são extremamente difíceis de estudar porque acabam muito depressa. Inicialmente, alguns cientistas duvidavam que viessem verdadeiramente do espaço, especulando que podiam ser sinais mal identificados de uma fonte na Terra, como por exemplo micro-ondas.

Em 2013, a descoberta de mais quatro rajadas confirmou as suas origens cósmicas – e adensou o mistério. Três anos depois, os astrónomos anunciaram a descoberta de uma fonte repetida, que conseguiram rastrear até uma galáxia a mais de 2.6 mil milhões de anos-luz da Terra. Agora, os astrónomos encontraram mais de uma centena de rajadas rápidas de rádio – e cerca de 20 destas rajadas estão num ciclo repetido.

Como as rajadas são tão curtas e as suas fontes estão muito distantes, os astrofísicos têm enfrentado dificuldades para descobrir o que desencadeia estas intensas explosões de rádio. Mas no dia 27 de abril, dois telescópios espaciais da NASA captaram rajadas de raios-x e raios gama emanados por um objeto na Via Láctea, um magnetar chamado SGR 1935+2154. No dia seguinte, radiotelescópios no hemisfério ocidental da Terra captaram um sinal vindo do mesmo objeto.

O telescópio CHIME do Canadá – que é composto por mais de mil antenas de rádio dispostas em enormes estruturas côncavas de metal – foi o primeiro a detetar a rajada de rádio vinda da mesma zona de céu onde está o magnetar. A equipa do CHIME enviou imediatamente um alerta para os astrónomos do mundo inteiro, encorajando-os a virarem os seus telescópios em direção ao objeto.

O sinal também foi detetado pelo STARE2, um conjunto de radiotelescópios de baixa tecnologia – cada um composto por um tubo de metal e duas formas para bolos – que estão espalhados pela Califórnia e Utah. Christopher Bochenek, que projetou o STARE2, diz que a rajada de rádio foi tão intensa que, em teoria, o recetor de um telemóvel 4G poderia ter captado o sinal.

A observação de rajadas de rádio e raios-x no mesmo pedaço de céu vinculou fortemente a rajada rápida de rádio ao magnetar – o primeiro elo entre este tipo misterioso de sinal e um objeto celeste específico.

Descodificar a rajada misteriosa
O sinal do magnetar é a rajada de rádio mais energética alguma vez registada na nossa galáxia. No entanto, em comparação com as outras rajadas rápidas de rádio, esta até foi fraca, com cerca de um milésimo da energia das rajadas típicas que vêm do exterior da Via Láctea.

Os investigadores dizem que estas rajadas mais fracas podem ser desencadeadas com mais frequência do que as rajadas mais fortes; mas simplesmente não as conseguimos detetar se estiverem muito longe. Em conjunto, os novos estudos sugerem fortemente que pelo menos algumas das rajadas de rádio distantes também vêm de “magnetares”.

“Não creio que possamos concluir que todas as rajadas vêm de magnetares, mas os nossos modelos que têm os magnetares como a origem das rajadas rápidas de rádio são muito prováveis”, disse na mesma conferência de imprensa Daniele Michilli, do CHIME, pós-doutoranda na Universidade McGill, em Montreal. As rajadas de rádio mais brilhantes, por exemplo, podem ser produzidas por outros objetos que não magnetares, acrescenta Amanda Weltman.

Os novos dados também podem ajudar a refinar as teorias de como os magnetares conseguem produzir rajadas rápidas de rádio. Numa revisão também publicada na Nature, o astrofísico Bing Zhang, da Universidade de Nevada, em Las Vegas, descreveu os dois cenários mais convincentes. Num destes cenários, erupções de partículas ejetadas pela superfície do magnetar colidem a velocidades extremas com detritos circundantes, criando um turbilhão quente e altamente magnetizado que pode emitir raios-x e ondas de rádio. No outro, rajadas rápidas de rádio formam-se conforme as linhas do campo magnético superintenso do magnetar se entrelaçam e afastam, libertando enormes quantidades de energia no processo.

Contudo, Bing Zhang e os seus colegas também descobriram que as condições para uma rajada rápida de rádio também são um tanto ou quanto raras. Horas antes da rajada de 28 de abril, a equipa estava a monitorizar o magnetar com o radiotelescópio FAST da China, a maior antena parabólica do mundo. Mas o FAST não observou uma rajada rápida de rádio vinda do magnetar, apesar de o objeto ter emitido 29 clarões de raios-x enquanto a equipa observava.

Na conferência de imprensa, Bing Zhang referiu que faria sentido os magnetares libertarem rajadas rápidas de rádio com pouca frequência. Se cada explosão de um magnetar que emite raios-x também gerasse rajadas de rádio, os astrónomos iriam observar cerca de cem a mil vezes mais rajadas do que detetaram até agora.

Para Amanda Weltman, o futuro deste campo é tão brilhante quanto as próprias rajadas de rádio. As redes globais de telescópios estão preparadas para captar mais sinais com esta intensidade, tanto dentro como fora da Via Láctea. E como as rajadas de ondas de rádio atingem periodicamente a Terra, os cientistas podem usá-las para descartar muitas das teorias que descrevem a origem destes mistérios cósmicos – uma triagem de ideias que Amanda denomina “a verdadeira beleza de uma ciência boa e honesta!”


Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com.

Continuar a Ler