Os astrónomos traçaram um misterioso sinal cósmico repetido até um par incomum de estrelas, fornecendo a evidência mais forte até agora da origem de um dos fenómenos mais intrigantes da astronomia.
A descoberta foi feita por uma equipe internacional de pesquisadores liderada por cientistas da Universidade de Sydney, usando o radiotelescópio ASKAP do CSIRO. A sua descoberta identifica a origem de um objeto raro chamado transiente de rádio de longo período, uma misteriosa explosão de ondas de rádio que tem confundido os astrónomos desde que foi descoberto pela primeira vez num punhado de locais na Via Láctea.
Os resultados foram publicados em astronomia natural.
O autor principal, Kovi Rose, estudante de doutorado na Escola de Física da Universidade de Sydney e na Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO), disse que a equipe foi finalmente capaz de vincular um desses sinais misteriosos a um tipo específico de sistema estelar.
“Pela primeira vez, identificamos a fonte destes sinais e confirmamos que a fonte é uma ‘estrela variável catastrófica’, ou uma estrela anã branca em acreção”, disse Ross.
“Transientes de rádio de longo período intrigam os astrônomos há muitos anos”, disse Ross. “Encontramos apenas cerca de uma dúzia e as suas origens não são claras. Agora, conseguimos mostrar que a fonte de um destes transientes vem de uma estrela anã branca que está a sugar ativamente matéria da sua estrela companheira.”
Raro sistema estelar anã branca revelado
O sistema recém-descoberto, denominado ASKAP J1745-5051, consiste em uma estrela anã branca e uma estrela anã vermelha trancadas em órbitas extremamente próximas. Uma anã branca é o remanescente denso de uma estrela morta, aproximadamente do tamanho da Terra, mas com a mesma massa do Sol. A sua estrela companheira é uma estrela anã vermelha muito maior, mas menos densa, com cerca de um décimo da massa do Sol.
As duas estrelas orbitaram uma à outra em pouco mais de uma hora.
Quando uma anã branca extrai gás da sua estrela companheira, o material aquece e emite raios X. Ao mesmo tempo, a interação entre os campos magnéticos das estrelas produz poderosas explosões de ondas de rádio. No total, estas emissões são repetidas regularmente a cada 1,4 horas.
“Essas emissões estão relacionadas ao movimento orbital do sistema”, disse Ross. “Mas, curiosamente, os sinais de rádio e raios X não atingem o pico ao mesmo tempo, o que nos diz que são gerados em diferentes regiões do sistema”.
Os investigadores descobriram que as ondas de rádio são provavelmente produzidas quando o campo magnético da estrela colide e interage 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.
Desvendando o mistério dos transientes 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, chamadas pulsares. No entanto, os modelos existentes sugerem que estrelas de nêutrons em rotação lenta não deveriam produzir esses sinais.
Novas descobertas apoiam uma explicação diferente. Pelo menos alguns transientes de rádio de longo período parecem originar-se de sistemas estelares binários envolvendo anãs brancas.
O professor Murphy, reitor da Escola de Física da Universidade de Sydney e investigador principal do Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav) da ARC, disse: “Já existiram alguns objetos semelhantes associados a sistemas estelares binários antes, mas este é o primeiro onde podemos ver claramente as estrelas e o processo de acreção.”
Este sistema também é o segundo sistema transiente de rádio de longo período conhecido que produz raios X regulares. Esta é a primeira vez que os cientistas confirmam exatamente o que causa o comportamento cíclico.
Pedra de Roseta Cósmica
Os pesquisadores acreditam que o ASKAP J1745-5051 pode se tornar uma referência importante para a compreensão de outros misteriosos transientes de rádio.
O sistema foi descoberto através do ASKAP, um radiotelescópio de propriedade e operado pela agência científica nacional da Austrália, CSIRO. O ASKAP combina um amplo campo de visão, alta resolução e sensibilidade excepcional, tornando-o particularmente eficaz na detecção de sinais anormais que, de outra forma, poderiam passar despercebidos.
“Este sistema dá-nos uma forma de descodificar estes sinais. Pode ajudar-nos a determinar se outros transientes de longo período são mais parecidos com pulsares ou sistemas estelares anãs brancas, como a Pedra de Roseta estelar,” disse Ross, referindo-se aos objectos arqueológicos encontrados no Egipto que ajudaram a traduzir hieróglifos antigos.
Além de ajudar a explicar sinais de rádio misteriosos, o sistema oferece aos cientistas uma rara oportunidade de estudar condições físicas extremas que não podem ser reproduzidas em laboratórios na Terra.
“Esses sistemas são laboratórios naturais”, disse Ross. “Eles nos permitem testar nossa compreensão de como a matéria se comporta sob fortes campos magnéticos e fortes gravidades.”
Planejando observações futuras
A equipe planeja continuar estudando o sistema usando telescópios de rádio, ópticos e de raios X. Ao combinar observações em diferentes comprimentos de onda, esperam compreender melhor como estes sinais são gerados e se mecanismos semelhantes podem explicar uma gama mais ampla de transientes de rádio de longo período.
“Cada nova descoberta nos ajuda a compreender o panorama geral”, disse Ross. “Estamos apenas começando a compreender esta nova classe de eventos cósmicos.”
A colaboração internacional inclui investigadores da Austrália, Estados Unidos, China, Canadá, Espanha e Israel. As observações foram conduzidas usando o ASKAP da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO) da Austrália e o Australian Compact Telescope Array, 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 esta pesquisa foi fornecido pelo Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais do Conselho Australiano de Pesquisa (OzGrav), NASA, Fundação Alfred P. Sloan, bolsa de pesquisa da Fundação de Física Professor Harry Messer, Conselho Europeu de Pesquisa e Conselho de Bolsas da China.
