Sinal misterioso vindo da nossa galáxia pode ser um dos objetos conhecidos mais raros

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A visão do céu do MWA; o objeto é marcado com uma estrela branca. Créditos: Dra. Natasha Hurley-Walker / ICRAR / Curtin / GLEAM.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Um misterioso e repetido sinal de rádio na Via Láctea que confundiu os astrônomos pode ser um objeto tão raro que apenas um outro já foi identificado provisoriamente.

De acordo com um estudo do astrofísico Jonathan Katz, da Universidade de Washington em St. Louis (EUA), carregado no servidor de pré-publicação arXiv e ainda não revisado por pares, o sinal chamado GLEAM-X J162759.5−523504.3 poderia ser um pulsar de rádio de uma anã branca.

“Desde os primórdios da astronomia de pulsar, tem havido especulações de que uma anã branca magnética rotativa pode mostrar atividade semelhante a pulsar”, escreveu Katz em seu estudo. “O recentemente descoberto transiente periódico em rádio GLEAM-X J162759.5−523504.3 é um candidato para o primeiro pulsar de anã branca verdadeiro. Tem um período de 18,18 minutos (1091 s) e seus pulsos mostram emissão de baixa frequência (72-215 MHz) com uma temperatura de brilho ∼ 1016K, o que implica emissão coerente. Não tem companheiro binário com o qual interagir. Assim, atende aos critérios de um pulsar clássico, embora seu período seja centenas de vezes mais longo do que qualquer um deles”.

Quando uma estrela morre, há uma série de resultados. Uma vez que ela ejeta seu material externo e núcleo, não mais suportado pela pressão externa da fusão, ela colapsa sob sua própria gravidade.

Se a estrela precursora tiver cerca de 30 vezes a massa do Sol, o núcleo colapsa em um buraco negro.

Uma estrela precursora entre oito e 30 vezes a massa do Sol resulta em uma estrela de nêutrons, com cerca de 20 quilômetros de diâmetro e até cerca de 1,4 vezes a massa do Sol.

O núcleo de uma estrela precursora com menos de oito vezes a massa do Sol entrará em colapso em uma anã branca, acumulando massa até 1,5 vezes a do Sol em uma bola entre os tamanhos da Terra e da Lua

Os pulsares são um subconjunto de estrelas de nêutrons. São estrelas de nêutrons que giram incrivelmente rápido e são anguladas de tal forma que feixes de ondas de rádio brilhantes disparando dos polos magnéticos passam pela Terra a cada rotação – na escala de segundos a milissegundos. (Aqui está o que parece transcrito em áudio.)

Os cientistas se perguntam se um comportamento semelhante pode ser observado em estrelas anãs brancas e, em 2016, eles parecem ter chegado perto de descobrir diante de uma estrela chamada AR Scorpii. Presa em um sistema binário com uma estrela anã vermelha, AR Scorpii pisca em uma escala de tempo de minutos.

No entanto, como observa Katz, sua órbita binária é mais próxima do que as dos pulsares de estrelas de nêutrons em sistemas binários, e o sinal periódico carece de coerência. Isso significa que os processos físicos que produzem o sinal podem ser muito diferentes dos pulsares de rádio tradicionais.

Isso nos traz de volta ao GLEAM-X J162759.5−523504.3, localizado a cerca de 4.000 anos-luz da Terra. De janeiro a março de 2018, dados coletados pelo Murchison Widefield Array no deserto australiano mostraram que ele pulsava intensamente por cerca de 30 a 60 segundos, a cada 18,18 minutos – um dos objetos mais luminosos no céu de rádio de baixa frequência.

Ele correspondia ao perfil de nenhum objeto astronômico conhecido, mas a equipe de pesquisa que o descobriu pensou que poderia ser um objeto hipotético conhecido como magnetar de período ultralongo. Essa é uma estrela de nêutrons com um campo magnético extraordinariamente poderoso, mas a explicação ainda não se encaixava.

“Ninguém esperava detectar diretamente um como este porque não esperávamos que fossem tão brilhantes”, explicou na época a astrofísica Natasha Hurley-Walker, da Universidade Curtin e do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) na Austrália. “De alguma forma, está convertendo energia magnética em ondas de rádio de forma muito mais eficaz do que qualquer coisa que já vimos antes”.

Um pulsar foi considerado como uma possibilidade, mas há dois grandes problemas: o primeiro é o longo período de rotação e o segundo é que os pulsos eram muito brilhantes para um pulsar de estrela de nêutrons. Ambos os problemas, explicou Katz, são resolvidos se o objeto for uma anã branca.

Se este for o caso, seria a primeira anã branca descoberta que compartilha a física e o mecanismo de radiação dos pulsares de rádio tradicionais. Isso significa que GLEAM-X J162759.5−523504.3 pode ser um alvo promissor para observações ópticas; embora as anãs brancas sejam muito fracas, talvez não consigamos captar nenhuma luz visível à distância. No entanto, dada a possibilidade, vale a pena tentar.

E os astrônomos também podem examinar outras anãs brancas, para ver se elas correspondem a alguma das propriedades de GLEAM-X J162759.5−523504.3.

“Se fosse brilhante o suficiente, as observações ópticas também poderiam determinar seu campo magnético, espectroscopicamente ou polarimetricamente”, explicou Katz. “As anãs brancas de rotação rápida e fortemente magnetizadas seriam alvos promissores para observações de rádio de baixa frequência para determinar se algumas delas são pulsares de anãs brancas”.

O estudo foi carregado no servidor de pré-publicação arXiv.