Sinais estranhos recém-descobertos de um magnetar talvez nos forçará a repensar as rajadas rápidas de rádio

0
287
Impressão artística de um magnetar. Créditos: ESO / L. Calçada.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Uma estrela extremamente magnetizada a 16.700 anos-luz de distância pode ser a próxima pista para resolver o mistério das rajadas rápidas de rádio.

Em dados de observações do magnetar 1E 1547.0-5408 feitas em 2009, os astrônomos acabaram de descobrir duas rajadas de emissão de rádio que se parecem incrivelmente com as rajadas do SGR 1935+2154 – um magnetar que, no início deste ano, foi finalmente identificado como uma fonte de rajadas rápidas de rádio de dentro de nossa galáxia.

A emissão do 1E 1547.0-5408 está um pouco fora da definição de rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) como as entendemos de fontes fora da Via Láctea. Mas isso, de acordo com o astrônomo Gianluca Israel, do Observatório Astronômico de Roma, na Itália, significa que a definição pode precisar se abranger um pouco.

“As novas descobertas do SGR 1935+2154 e 1E 1547.0-5408 mudaram a própria definição de FRB”, disse ele à ScienceAlert.

“O cenário emergente é o de um continuum de propriedades e energias de rajadas de rádio, preenchendo a lacuna vazia entre pulsos gigantes em pulsares de rádio ‘comuns’ e FRBs”.

Rajadas rápidas de rádio são um mistério que desafiou consideravelmente os astrônomos. Elas são, em sua maioria, rajadas imprevisíveis e extremamente poderosas de ondas de rádio que duram apenas milissegundos. Elas podem descarregar tanta energia quanto centenas de milhões de Sóis, e a maioria das poucas dezenas de fontes que detectamos até agora disparou apenas uma vez.

Isso tornou quase impossível determinar suas causas, mas no final de abril deste ano, tivemos um milagre inesperado: o magnetar SGR 1935+2154 disparou uma rajada que se encaixou perfeitamente no perfil – um pico de rádio com milissegundos de duração e tão poderoso que poderíamos tê-lo detectado em outra galáxia.

Esse evento foi oficialmente confirmado como uma rajada rápida de rádio, a FRB 200428, no início deste mês.

Mas SGR 1935+2154 ainda não tinha acabado de nos surpreender. Desde então, ele emitiu várias outras rajadas de rádio – menos potentes, mas de outra forma consistente com o perfil de rajada rápida de rádio.

E é aí que entra o 1E 1547.0-5408. Este magnetar é conhecido por sua atividade intermitente, durante a qual emite rajadas de radiação em raios-X, raios gama e ondas de rádio. Teve pelo menos três dessas rajadas, que sabemos, em 2007, 2008 e 2009.

Como os magnetares – estrelas de nêutrons com campos magnéticos insanamente poderosos – são relativamente raros, os astrônomos registraram essas rajadas avidamente.

Mas rajadas rápidas de rádio só foram descobertas em 2007; naquela época, ninguém estava realmente procurando por atividade semelhante a rajada de rádio em magnetares.

“[Rajadas rápidas de rádio] estavam sendo descartadas como sendo de artefatos de origem terrestre como, por exemplo, os efeitos de abrir um forno de microondas perto dos telescópios (e isso de fato já aconteceu!), como foi ridicularizado no caso dos ‘perytons‘”, disse Israel à ScienceAlert.

“Embora acreditássemos que estávamos enfrentando novos eventos astrofísicos verdadeiros, estávamos mais interessados ​​em procurar eventos semelhantes, então estávamos procurando por rajadas extragalácticas”.

“Juntamente ao pulsar, estávamos focados em tentar entender a estrela de nêutrons/magnetosfera de magnetares, que é um mistério tão complicado e fascinante quanto a natureza da FRB. Em particular, naquela época a emissão de rádio de magnetares era considerada um fenômeno extremamente raro: associá-la a FRBs teria parecido um grande esforço de imaginação”.

Após a descoberta de SGR 1935+2154, no entanto, Israel e seus colegas decidiram examinar os dados coletados pelo Observatório Parkes na Austrália, o Observatório de raios-X Chandra da NASA e o XMM-Newton da ESA, quando 1E 1547.0-5408 estava passando pela rajada mais brilhante em 2009.

E certamente, em 3 de fevereiro de 2009, duas rajadas de ondas de rádio foram detectadas. A primeiro foi de 200 milissegundos, com uma fluência de 0,6 kilojansky milissegundos, seguindo cerca de um segundo atrás de uma rajada de raios-X. O segundo evento tinha aproximadamente a mesma duração e foi um pouco mais fraco.

Ambos os picos são mais duradouros e fracos do que as rajadas rápidas de rádio, mas a força das rajadas mais fracas do SGR 1935+2154 é semelhante às rajadas do IE 1547.0-5408. Ambos os magnetares também exibiram atividade de raios-X na época de suas rajadas de rádio, bem como pulsações de rádio que não estavam alinhadas com as rajadas de rádio.

Isso sugere que pode haver alguma variação nas rajadas rápidas de rádio; isso, por sua vez, poderia ajudar a restringir os mecanismos que os causam, especialmente porque ambos os magnetares se comportam de maneira muito semelhante aos magnetares normais. Em caso afirmativo, isso poderia nos ajudar a descobrir de onde vêm as rajadas rápidas de rádio extragalácticas.

“A fenomenologia das rajadas de rádio de magnetares está nos dizendo que elas podem ser responsáveis ​​por pelo menos uma fração dos FRBs observados até agora em outras galáxias”, disse Israel.

“A escassez e a dispersão de rajadas de rádio extremamente brilhantes observadas de magnetares em nossa galáxia (até agora, apenas uma) também sugerem que FRBs não-repetitivas (a maioria da amostra) poderia estar também associado a magnetares: neste cenário, nós vimos apenas uma rajada (até agora) devido à baixa taxa de ocorrência intrínseca desses eventos em magnetares”.

É improvável que existam muitos outros eventos semelhantes a rajadas rápidas de rádio escondidos em dados antigos. Uma busca frenética ocorreu após a descoberta do SGR 1935+2154, mas até agora não foi descoberto muita coisa. O caminho a seguir, de acordo com Israel, é monitorar cuidadosamente as futuras rajadas de magnetar.

Isso poderia ajudar a construir um catálogo de rajadas de rádio, variando em intensidade e duração, para ajudar a preencher o continuum. E, mesmo que as rajadas mais fracas e mais longas acabem surgindo de um comportamento diferente do magnetar do que as rajadas poderosas que podem explodir por milhões de anos-luz, ainda saberemos mais do que sabíamos antes.

“Acreditamos que as próprias descobertas são a parte mais emocionante de nosso trabalho. É quando, durante a análise, você percebe que pode haver algo novo e interessante, e uma trama surge ao fim confirmando sua suspeita”, disse Israel à ScienceAlert.

“Todas as descobertas vão na mesma direção: elas aprofundam nossa compreensão da natureza e do Universo”.

A pesquisa foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.