Espaço

Aquelas Enigmáticas Rajadas de Ondas Rádio no Espaço? Não são Extraterrestres.

Por Nadia Drake

12 fevereiro 2015

Durante anos, misteriosas explosões de ondas rádio com origem a biliões de anos luz, deixaram os cientistas na Terra perplexos. Com uma duração de apenas alguns milésimos de segundo, as explosões – denominadas de rajadas rápidas de rádio – aparecem aleatoriamente nos céus e são muitas vezes descobertas entre conjuntos de dados, meses ou anos depois da sua receção na Terra. Os cientistas ainda não foram capazes de decifrar o que são estas rajadas de luz resplandecentes, sugerindo alternadamente que os culpados são buracos negros em evaporação, objetos densos em colisão ou estrelas mortas intensas, entre outras possibilidades.

Durante algum tempo, alguns chegaram a pensar que as enigmáticas rajadas eram um produzidas em Terra, mais do que sinais vindos de fora da nossa galáxia. (“Extraterrestres” parecia a explicação preferida pelos leitores das histórias que descreviam o mistério.)

Atualmente, depois de estudar como as ondas rádio recebidas se torciam e dispersavam numa rajada recentemente detetada, uma equipa de cientistas descobriu algumas provas cruciais sobre a origem da explosão: com uma origem muito, muito longe, numa área com plasma altamente magnetizado e denso e tendo viajado através de duas nuvens de gás antes de colidir com o Telescópio de Green Bank na Virgínia Ocidental.

“Pode ter vindo de uma região onde se formava uma estrela, ser os restos de uma supernova ou das regiões densas interiores de uma galáxia. Mas todas estas hipóteses apontam para uma população estrelar nova, uma região onde se formam estrelas ou onde estrelas estão a morrer e a explodir”, afirma Kiyoshi Masui, da Universidade da Colúmbia Britânica, que descreveu a rajada hoje, na Nature. “Existem inúmeros modelos para o que estas rajadas rápidas de rádio podem ser. Eu não apostava forte em nenhuma delas, mas a minha favorita é a de que são erupções de magnetares”, disse ele, referindo-se a um tipo de estrela tempestuosa de neutrões, extremamente magnética.

Explorando os Dados

Masui e os seus colegas descobriram esta descarga, chamada de FRB 110523, nos dados que recolheram enquanto estudavam uma estrutura em grande escala do universo. Depois de ficarem intrigados pelas rajadas rápidas de rádio, a equipa decidiu procurar pelos sinais curtos-mas-brilhantes, e escreveram um programa de computador para varrer 650 horas de observações. O programa retornou 6,496 candidatos a rajadas – e a infeliz tarefa de fazer uma triagem recaiu sobre Hsiu-Hsien Lin da Universidade de Carnegie Mellon, que facilmente identificou a verdadeira rajada por entre os milhares de impostores.

A erupção deu-se a 23 de maio de 2011, na constelação de Aquário e demorou aproximadamente 3 milésimos de segundo. Graças à forma como a equipa olhava para o cosmos, os cientistas conseguirem extrair informação importante sobre a origem da erupção. Mapear a matéria existente no universo significa obter informação detalhada sobre a polarização ou como a radiação recebida – como a luz e ondas rádio – são orientadas.

“Têm que recolher dados de qualidade muito elevada, muito calibrada que inclua a total informação sobre a polarização”, diz o astrónomo Scott Ransom do Observatório Nacional da Radio Astronomia. “Isso é excessivo para a maioria das observações de pulsares, onde se observou a maior para te das rajadas rápidas de rádio”.

Nesses dados de polarização estavam escondidas algumas pistas cruciais. A ondas rádio tinha sido distorcidas ao viajaram através do cosmos, algo que só poderia acontecer se tivessem passado através de um campo magnético. Ao medirem o grau de distorção das ondas, a equipa determinou a força do campo magnético – e nada na Via Láctea tem a força suficiente para deformar uma onda rádio dessa forma.

“Não existe magnetização o suficiente”, diz Masui, “e ao longo da linha de visão, a maior da distância entre nós e a rajada é apenas espaço vazio… por isso, a única coisa que nos resta é que a magnetização tenha vindo da própria fonte”.

Mas há mais: a equipa determinou que para além de ter sido originada perto de um intenso campo magnético, a rajada viajou através de pelo menos duas nuvens de gás ionizado. Ao fazê-lo, as nuvens dispersaram a ondas rádio e mudaram a forma da rajada, produzindo assinaturas discerníveis que apenas apareceram quando a equipa olhou para os dados em intervalos de milionésimos de segundo. A primeira dessas nuvens, afirma Masui, está na origem do sinal; a segunda encontra-se algures na Via Láctea.

Por fim, a equipa compreendeu que a rajada não poderia ter viajado mais de 6 biliões de anos-luz antes de chegar até à Terra.

“Bem, pode ter sido entre os 6 biliões e os 100 milhões a anos-luz de distância”, diz Masui.

Os astrónomos que estudam este tipo de rajadas afirmam que o trabalho da equipa é sólido e que a ideia que o sinal vem de fora da galáxia está a ficar mais forte.

“É fantástico o que eles conseguiram retirar de uma pequena quantidade de dados”, afirmou Ransom. “Se estas coisas realmente vêm de fora da nossa galáxia, são realmente surpreendentes – nós simplesmente não as entendemos”.

Magnetares?

Masui e os seus colegas suspeitam que as rajadas têm origem numa região nova de formação de estrelas, numa galáxia distante. (Mas que galáxia? “Existem cerca de 100 galáxias onde ela pode estar localizada – não temos ideia nenhuma”, afirma Masui.) as regiões de formação de estrelas são conhecidas por serem regiões poeirentas, turbulentas e esporadicamente violentas. Aí, estrelas novas inflamam quando a compressão da gravidade transforma pedaços de poeira em fornos nucleares e as maiores e mais brilhantes das estrelas vivem vidas rápidas e têm mortes explosivas.

Quando algumas dessas grandes estrelas morrem, os seus cadáveres transformam-se em magnetares – jovens, altamente magnéticas, estrelas giratórias de neutrões. Estas são objetos incrivelmente exóticos e incrivelmente densas com campos magnéticos milhões de vezes mais fortes que o magneto mais forte que podemos encontrar na Terra. Ocasionalmente, terramotos estrelares atravessam a crosta da magnetar e perturbam a estrela morta, produzindo enormes erupções que emitem intensos raios gama.

Agora os astrónomos suspeitam que estas erupções magnetares possam emitir ondas radio – e podem ser as culpadas das rajadas rápidas de rádio.

“Estão entre as mais poderosas – para além do sol que acontece aqui ao lado – fontes de radiações de alta-energia que recebemos aqui na Terra”, diz o astrofísico de Caltech, Shrinivas Kulkarni, que duvidou durante anos da possibilidade de as rajadas virem do exterior da Via Láctea.

Agora, diz ele, a predominância dos indícios sugere uma origem extragalática para o fenómeno – uma conclusão que publicou esta semana num artigo submetido a arXiv.

“A cada teste que fiz para demonstrar que as rajadas têm uma origem próxima, falharam”, afirma.

No seu artigo mais recente, Kulkarni e os seus colegas olharam mais de perto para as rajadas que foram detetadas pelo Observatório de Arecibo, em Puerto Rico. Geral independentemente a conclusões que são muito semelhantes às que Masui e os seus colegas chegaram: que as rajadas vieram do exterior da galáxia, numa região com plasmas denso e altamente magnetizado – e isso poderá ser o trabalho de uma magnetar.

Então, enquanto a equipa recolheu esta informação de duas das 16 rajadas rápidas de rádio conhecidas, os resultados são ainda boas notícias para os cientistas que procuram a origem destes sinais – uma procura que se pode tornar mais fácil à medida que uma nova geração de telescópio entra em funcionamento.

“É extremamente entusiasmante”, considera Duncan Lorimer, o astrónomo da Universidade da Virgínia Ocidental que descobriu a primeira rajada rápida de rádio, em 2007. “Estamos definitivamente a caminhar no sentido de resolvermos o mistério”.

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