4084: Estrela morta emite mistura de radiação nunca antes vista

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de SGR 1935+2154, um remanescente altamente magnetizado, também conhecido como magnetar.
Descoberto em 2014 na direcção da constelação de Vulpecula, após uma rajada substancial de raios-X, o magnetar tornou-se activo novamente em Abril de 2020. O observatório de alta energia Integral da ESA detectou um surto altamente energético de raios-X no dia 28 de Abril, alertando automaticamente observatórios de todo o mundo sobre a descoberta em apenas alguns segundos. Pouco depois, os astrónomos espiaram algo espectacular: este magnetar não emitia apenas os normais raios-X, mas também ondas de rádio.
Esta mistura única de radiação, nunca antes vista neste tipo de remanescente estelar, pode resolver um mistério cósmico de longa data sobre a natureza das FRBs – eventos poderosos que brilham no rádio apenas alguns milissegundos antes de desaparecer e raramente são vistos novamente.
Crédito: ESA

Uma colaboração global de telescópios, incluindo o observatório espacial de alta energia Integral da ESA, detectou uma mistura única de radiação a sair de uma estrela morta na nossa Galáxia – algo que nunca foi visto antes neste tipo de estrela e que pode resolver um mistério cósmico de longa data.

A descoberta envolve dois tipos de fenómenos cósmicos interessantes: magnetares e FRBs (Fast Radio Bursts, em português Explosões Rápidas de Rádio). Os magnetares são remanescentes estelares com alguns dos campos magnéticos mais intensos do Universo. Quando se tornam “activos”, podem produzir rajadas curtas de radiação altamente energética que normalmente não duram nem um segundo, mas são milhares de milhões de vezes mais luminosas que o Sol.

As FRBs são um dos principais mistérios não resolvidos da astronomia. Descobertos pela primeira vez em 2007, estes eventos pulsam intensamente em ondas de rádio durante apenas alguns milissegundos antes de desaparecer e raramente são vistos novamente. A sua verdadeira natureza permanece desconhecida, e nunca houve tal explosão dentro da Via Láctea, com uma origem conhecida, ou a emissão de qualquer outro tipo de radiação além do domínio das ondas de rádio – até agora.

No final de Abril, SGR 1935+2154, um magnetar descoberto há seis anos na constelação de Vulpecula, após uma explosão substancial de raios-X, tornou-se activo novamente. Logo depois, os astrónomos viram algo surpreendente: esse magnetar não apenas irradiava os seus habituais raios-X, mas também ondas de rádio.

“Detectámos a explosão de raios-X de alta energia ou ‘rígida’ do magnetar usando o Integral no dia 28 de abril,” diz Sandro Mereghetti, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF-IASF) em Milão, Itália, principal autor de um novo estudo desta fonte com base nos dados do Integral.

“O IBAS (INTEGRAL Burst Alert System) alertou automaticamente os observatórios de todo o mundo sobre a descoberta em apenas alguns segundos. Isto levou horas antes que quaisquer outros alertas fossem emitidos, permitindo à comunidade científica agir rapidamente e explorar essa fonte em mais detalhe.”

Astrónomos no solo avistaram uma curta e extremamente brilhante explosão de ondas de rádio na direcção de SGR 1935+2154 através do radiotelescópio CHIME no Canadá no mesmo dia, no mesmo período da emissão de raios-X. Isto foi confirmado de forma independente algumas horas depois pelo STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2) nos EUA.

“Nunca antes observámos uma explosão de ondas de rádio, semelhante a uma Explosão Rápida de Rádio, a partir de um magnetar,” acrescenta Sandro.

Fundamentalmente, o gerador de imagens IBIS no Integral permitiu-nos identificar com precisão a origem da explosão, marcando a sua associação com o magnetar,” diz o co-autor Volodymyr Savchenko, do Centro de Dados Científicos do Integral da Universidade de Genebra, Suíça. “A maioria dos outros satélites envolvidos no estudo colaborativo deste evento não conseguiu medir a sua posição no céu – e isso foi crucial para identificar que a emissão realmente veio de SGR1935+2154.”

“Esta é a primeira ligação observacional entre magnetares e Explosões Rápidas de Rádio,” explica Sandro. “É realmente uma grande descoberta e ajuda a focar a origem destes misteriosos fenómenos.”

Esta ligação apoia fortemente a ideia de que as FRBs emanam dos magnetares e demonstra que as explosões destes objectos altamente magnetizados também podem ser detectadas nos comprimentos de onda de rádio. Os magnetares são cada vez mais populares entre os astrónomos, pois desempenham um papel fundamental na condução de vários eventos transitórios diferentes no Universo, desde explosões de super-novas super-luminosas, até explosões distantes e energéticas de raios-gama.

Lançado em 2002, o Integral possui um conjunto de quatro instrumentos capazes de observar e capturar, simultaneamente, imagens de objectos cósmicos em raios-gama, raios-X e luz visível.

No momento da explosão, o magnetar estava no campo de visão de 30 por 30 graus do instrumento IBIS, levando a uma detecção automática pelo pacote de software IBAS do satélite, que é operado pelo Centro de Dados Científicos do Integral em Genebra, alertando imediatamente os observatórios em todo o mundo. Ao mesmo tempo, o SPI (Spectrometer on Integral) também detectou a explosão de raios-X, juntamente com outra missão espacial, o HXMT (Hard X-ray Modulation Telescope, ou Insight) da China.

“Este tipo de abordagem colaborativa, com vários comprimentos de onda e a descoberta resultante, realçam a importância de uma coordenação oportuna e em larga escala dos esforços de investigação científica,” acrescenta Erik Kuulkers, cientista do projecto Integral da ESA.

“Ao reunir observações da parte de alta energia do espectro até às ondas de rádio, de todo o mundo e do espaço, os cientistas foram capazes de elucidar um mistério de longa data na astronomia. Estamos entusiasmados que o Integral tenha desempenhado um papel fundamental nisto.”

Astronomia On-line
31 de Julho de 2020

 

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