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Rajadas rápidas de rádio podem ter relação com nascimento de buraco negro

Por| Editado por Patricia Gnipper | 29 de Março de 2023 às 17h46

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CHIME/MIT News
CHIME/MIT News

Uma importante pista para desvendar o mistério das rajadas rápidas de rádio (FRBs, sigla em inglês para Fast Radio Bursts) acaba de ser publicada. Pela primeira vez, uma dessas explosões de rádio pode ter sido rastreada até sua origem: o nascimento de um buraco negro a partir da colisão de duas estrelas de nêutrons.

Astrônomos detectaram duas estrelas de nêutrons em colisão produzindo uma enxurrada de ondas gravitacionais (ondulações produzidas no próprio espaço-tempo durante eventos cataclísmicos no universo), produzindo uma “mega” estrela de nêutrons e, duas horas e meia depois, um buraco negro.

O colapso do objeto em buraco negro ocorre devido à sua abundância de massa, exercendo gravidade o suficiente para espremer sua matéria em direção ao seu ponto central, bem no núcleo. Além das ondas gravitacionais, parece que, nesse caso, o evento também produziu FRBs.

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Rajadas rápidas são explosões que emitem flashes em sinais de rádio que duram apenas alguns milissegundos, porém liberando energia equivalente à produzida pelo Sol durante um ano inteiro.

A primeira FRB foi detectada em 2007 e, desde então, os astrônomos tentam descobrir de onde elas vêm. Entre os principais candidatos a produtores de rajadas estão os magnetares, um tipo de estrela de nêutrons com os campos magnéticos mais poderosos do universo.

Também já foram propostas outras fontes, como planetas sendo despedaçados, buracos negros, pulsares com estrelas companheiras e até mesmo sinais alienígenas (o que cientistas consideram pouco provável, diga-se de passagem). Os astrônomos até conseguem identificar de qual galáxia a FRB veio, mas não o objeto que a emitiu.

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Porém, há meios de investigar algumas dessas possibilidades, e um deles é tentar associar as rajadas com outras emissões de radiação ou ondas gravitacionais de algum evento que tenha ocorrido ao mesmo tempo. Uma das oportunidades de fazer isso é encontrar o nascimento de algum buraco negro e procurar por FRBs associadas, ou vice-versa.

Mas por que um buraco negro produziria FRBs? Segundo a hipótese sugerida, há algum tempo, duas as estrelas de nêutrons que se choram para produzir um buraco negro são altamente magnéticas; por outro lado, os buracos negros não podem ter campos magnéticos. Então, como esse evento funciona?

A ideia é que, ao colapsaram em um buraco negro, o campo magnético desaparece em troca de um outro tipo de “coisa”. Ou melhor, é convertido em campo elétrico. Isso ocorre o tempo todo em estações de energia, por exemplo, ou quando ligamos um transformador de corrente elétrica.

No caso do buraco negro, a enorme conversão dos campos magnéticos produziria os campos eletromagnéticos em ondas de rádio, isto é, uma FRB. Isso pode estar prestes a ser confirmado — ou refutado.

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Usando o detector de ondas gravitacionais LIGO, os pesquisadores encontraram duas fusões de estrelas de nêutrons. A segunda delas, conhecida como GW190425, ocorreu em 2019 e causou um debate sobre sua possível origem.

Felizmente, isso ocorreu quando o telescópio CHIME também estava operacional. Embora seus dados só tenham sido liberados recentemente, os cientistas identificaram uma rajada rápida de rádio chamada FRB 20190425A, que ocorreu apenas duas horas e meia após o misterioso evento de 2019.

A proposta do novo estudo é que as ondas gravitacionais GW190425 vieram do mesmo evento que produziu a FRB 20190425A, e suas características condizem com a formação de um buraco negro a partir da colisão entre duas estrelas de nêutrons.

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Entretanto, ainda não é possível comprovar a ideia, pois o flash de raios gama que veio da direção da FRB — e que poderia confirmar se a fonte era mesmo um buraco negro — desapareceu há quase quatro anos. Outro telescópio que poderia confirmar a hipótese é o Fermi, mas, na ocasião, ele estava sendo bloqueado pela Terra.

Por isso, existe 5% de chance da relação entre GW190425 e FRB 20190425A ser mera coincidência, e na ciência isso é o suficiente para colocar algum grau de ceticismo. Mesmo assim, há motivos para aguardar a próxima rodada de observações do LIGO e outros detectores de ondas gravitacionais, que estarão muito mais sensíveis, em maio. Assim, será possível procurar por outros eventos parecidos com este.

O artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Nature Astronomy; Via: Astronomy.com