Os astrônomos rastrearam um tipo misterioso de sinal cósmico repetido até um par incomum de estrelas, fornecendo a evidência mais forte até agora da origem de um dos fenômenos mais misteriosos da astronomia.
A descoberta foi feita por uma equipe de pesquisa internacional liderada por cientistas da Universidade de Sydney usando o radiotelescópio ASKAP do CSIRO. As suas descobertas identificam a origem de uma classe rara de objetos conhecidos como transientes de rádio de longo período, explosões misteriosas de ondas de rádio que têm confundido os astrónomos desde que foram detetados pela primeira vez em apenas alguns pontos da Via Láctea.
Os resultados foram publicados em Astronomia da natureza.
O autor principal, Covey Rose, estudante de pós-graduação da Escola de Física da Universidade de Sydney e do CSIRO, disse que a equipe finalmente conseguiu vincular um desses sinais misteriosos a um tipo específico de sistema estelar.
“Pela primeira vez, identificámos a origem destes sinais, confirmando que a fonte é uma ‘variável cataclísmica’ ou uma estrela anã branca em acreção,” disse Rose.
“Transientes de rádio de longo período intrigam os astrônomos há anos”, disse Rose. “Encontramos apenas cerca de uma dúzia e a sua origem não era clara. Conseguimos agora mostrar que a fonte de um destes transientes provém de uma anã branca que está ativamente a extrair material da estrela companheira.”
Um raro sistema de anãs brancas foi descoberto
O sistema recém-identificado, conhecido como ASKAP J1745-5051, consiste em uma anã branca e uma anã vermelha em órbita muito próxima. Uma anã branca é o remanescente denso de uma estrela morta, aproximadamente do tamanho da Terra, mas com uma massa comparável à do Sol. A sua companheira é uma estrela anã vermelha muito maior, mas menos densa, contendo cerca de um décimo da massa do Sol.
As duas estrelas orbitam uma à outra em pouco mais de uma hora.
Quando uma anã branca extrai gás da sua companheira, o material aquece e emite raios X. Ao mesmo tempo, a interação entre os campos magnéticos das estrelas cria poderosas explosões de rádio. Juntas, estas emissões repetem-se num ciclo regular a cada 1,4 horas.
“Todas estas emissões estão relacionadas com o movimento orbital do sistema”, disse Rose. “Mas, curiosamente, os sinais de rádio e raios X não atingem o pico ao mesmo tempo, o que nos diz que são criados em regiões diferentes do sistema”.
Os investigadores descobriram que as ondas de rádio provavelmente se originam onde os campos magnéticos das estrelas colidem e interagem com o fluxo de material carregado que flui em direção à anã branca. Este processo cria rajadas de radiação bem focadas que varrem o espaço.
Resolvendo o mistério do transiente de rádio de longo período
Quando os transientes de rádio de longo período foram descobertos pela primeira vez, muitos astrônomos suspeitaram que poderiam ser estrelas de nêutrons de rotação incomumente lenta, conhecidas como pulsares. No entanto, os modelos existentes sugerem que estrelas de nêutrons em rotação lenta não deveriam ser capazes de produzir esses sinais.
As novas descobertas apoiam outra explicação. Pelo menos alguns transientes de rádio de longo período parecem ter origem em sistemas estelares binários envolvendo anãs brancas.
“Alguns objetos semelhantes já foram associados a sistemas binários antes, mas este é o primeiro em que podemos ver claramente as estrelas e o processo de acreção em ação,” disse o Professor Murphy, Diretor da Escola de Física da Universidade de Sydney e Investigador Principal do Centro de Excelência ARC para a Deteção de Ondas Gravitacionais (OzGrav).
O sistema também é apenas o segundo transiente de rádio de longo período conhecido a produzir raios X convencionais. Este é o primeiro exemplo em que os cientistas confirmaram o que exatamente causa o comportamento periódico.
Pedra de Roseta Cósmica
Os pesquisadores sugerem que o ASKAP J1745-5051 pode se tornar um importante objeto de referência para a compreensão de outros misteriosos transientes de rádio.
O sistema foi descoberto usando o ASKAP, um radiotelescópio de propriedade e operado pela CSIRO, a agência científica nacional da Austrália. O ASKAP combina um amplo campo de visão, alta resolução e sensibilidade excepcional, tornando-o particularmente eficaz na detecção de sinais incomuns que, de outra forma, poderiam passar despercebidos.
“Este sistema dá-nos a capacidade de descodificar estes sinais. Isto pode ajudar-nos a determinar se outros transientes de longo período são mais parecidos com pulsares ou com sistemas de anãs brancas que actuam como a Pedra da Estrela de Roseta,” disse Rose, referindo-se a um objecto arqueológico encontrado no Egipto que ajudou a traduzir hieróglifos antigos.
Além de ajudar a explicar os misteriosos sinais de rádio, o sistema também dá aos cientistas uma rara oportunidade de estudar condições físicas extremas que não podem ser recriadas em laboratórios na Terra.
“Esses sistemas são laboratórios naturais”, disse Rose. “Eles permitem-nos testar a nossa compreensão de como a matéria se comporta em campos magnéticos fortes e sob intensas forças gravitacionais.”
Observações de acompanhamento estão planejadas
A equipe planeja continuar estudando o sistema com telescópios de rádio, ópticos e de raios-X. Ao combinar observações em diferentes comprimentos de onda, eles esperam compreender melhor como estes sinais se formam e se mecanismos semelhantes podem explicar uma população mais ampla de transientes de rádio de longo período.
“Cada nova descoberta nos ajuda a compreender o panorama geral”, disse Rose. “Estamos apenas começando a entender esta nova classe de eventos cósmicos.”
A colaboração internacional incluiu pesquisadores da Austrália, Estados Unidos, China, Canadá, Espanha e Israel. As observações foram feitas usando o ASKAP e o Australia Telescope Compact Array do CSIRO na Austrália, o radiotelescópio MeerKAT na África do Sul, os telescópios ópticos SOAR e Magellan no Chile e os observatórios espaciais Swift (UV/raios X) e Einstein Probe (raios X).
Os autores não relatam interesses conflitantes. O financiamento para a pesquisa foi fornecido pelo Centro de Excelência do Conselho Australiano de Pesquisa para a Detecção de Ondas Gravitacionais (OzGrav), NASA, Fundação Alfred P. Sloan, Fundo de Pesquisa em Física do Professor Harry Messel, Conselho Europeu de Pesquisa e Conselho de Bolsas da China.
