Em uma reviravolta inovadora, a descoberta marca a primeira vez que raios X potentes foram associados a um objeto que pode ser um transiente de longo período. Os astrônomos avistaram essa nova classe enigmática de objetos pela primeira vez em 2022, e menos de uma dúzia foram encontrados até agora.
“Transientes (de rádio) de longo período (LPTs) são uma classe recentemente identificada de objetos cósmicos que emitem flashes brilhantes de ondas de rádio a cada poucos minutos ou várias horas”, disse o Dr. Andy Wang, professor associado do Instituto Curtin de Radioastronomia, na Austrália, por e-mail. “O que esses objetos são e como eles geram seus sinais incomuns permanece um mistério.”
O objeto, chamado ASKAP J1832-0911, está localizado a cerca de 15.000 anos-luz da Terra, na mesma galáxia do nosso sistema solar.
As emissões de raios X, descobertas pelo Observatório de Raios X Chandra da NASA , podem ser a chave para ajudar os astrônomos a entender mais sobre a verdadeira natureza desses intrigantes objetos cósmicos e seu comportamento pulsante.
“Os raios X geralmente vêm de ambientes extremamente quentes e energéticos, então sua presença sugere que algo dramático aconteceu com o objeto”, disse Wang, principal autor de um estudo relatando as observações, que foi publicado na quarta-feira na revista Nature.
Os transientes de longo período parecem ser mais energéticos do que se acreditava anteriormente se eles podem produzir raios X, que têm mais energia do que ondas de rádio, disse Wang.
Agora, os pesquisadores estão tentando descobrir a fonte das ondas de rádio e raios X do ASKAP J1832-0911, que não se encaixam em uma caixa de categorização organizada, e se ele é realmente representativo de um transiente de longo período ou de um fenômeno atípico excêntrico.
A princípio, a equipe pensou que o objeto pudesse ser um magnetar , ou o remanescente denso de uma estrela com um campo magnético extremamente poderoso, ou um par de estrelas que inclui uma estrela morta altamente magnetizada chamada anã branca. Mas nenhuma delas correspondia às emissões brilhantes e variáveis de ondas de rádio e raios X, disseram os pesquisadores.
"Este objeto é diferente de tudo o que já vimos", disse Wang. "Mesmo essas teorias não explicam completamente o que estamos observando. Esta descoberta pode indicar um novo tipo de física ou novos modelos de evolução estelar."
Astrônomos rastrearam uma detecção anterior de um transiente de longo período, anunciada em março , até uma anã branca que orbita uma pequena e fria estrela anã vermelha. As duas estrelas orbitam uma à outra tão próximas que seus campos magnéticos interagem, emitindo longas rajadas de rádio.
Nesse estudo, os pesquisadores detectaram sinais em luz visível e infravermelha que correspondiam aos sinais observados, sugerindo que poderiam pertencer a dois tipos diferentes de objetos. A equipe de Wang não fez tais observações do ASKAP J1832-0911, afirmou ele.
Charlie Kilpatrick, coautor do estudo de março, chamou a nova descoberta de "empolgante". Ele não participou da nova pesquisa.
“A natureza dessa fonte preenche a lacuna entre os magnetares mais extremos e as anãs brancas, o que nos diz o quão extremos (esses) objetos compactos podem ser”, escreveu Kilpatrick, professor assistente de pesquisa no Centro de Exploração Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica da Universidade Northwestern, em Illinois, em um e-mail.
Wang disse que futuras observações de raios X podem revelar mais sobre o objeto, como sua temperatura e tamanho, o que os pesquisadores poderiam usar para determinar a fonte. Mas as novas detecções já estão mudando a maneira como Wang e seus colaboradores pensam sobre sinais transientes de longo período.
Os radioastrônomos examinam regularmente o céu usando o Australian Square Kilometer Array Pathfinder, ou ASKAP, localizado em Wajarri Yamaji Country, na Austrália Ocidental, e operado pela Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Comunidade da Austrália, ou CSIRO.
Wang e seus colaboradores captaram pela primeira vez um sinal brilhante do objeto em dezembro de 2023. Então, o objeto liberou pulsos extremamente brilhantes de ondas de rádio em fevereiro de 2024. Menos de 30 objetos conhecidos no céu já atingiram tal brilho em ondas de rádio, disse Wang.
Por coincidência, o Observatório de Raios X Chandra estava apontando para outra coisa, mas capturou observações de raios X da fase brilhante "louca" do transiente de longo período, disse Wang.
“Descobrir que o ASKAP J1832-0911 estava emitindo raios X foi como encontrar uma agulha em um palheiro”, disse Wang. “O radiotelescópio ASKAP tem um amplo campo de visão do céu noturno, enquanto o Chandra observa apenas uma fração dele. Portanto, foi uma sorte que o Chandra tenha observado a mesma área do céu noturno ao mesmo tempo.”
Ao contrário das estrelas de nêutrons de rotação rápida chamadas pulsares, que emitem pulsos que duram de milissegundos a segundos, a intensidade das ondas de rádio e raios X do ASKAP J1832-0911 variava periodicamente a cada 44 minutos. O objeto também apresentava uma queda na intensidade das ondas de rádio e raios X. Observações feitas pelo Chandra seis meses depois, em agosto de 2024, não revelaram raios X.
A equipe também utilizou o instrumento CRACO , ou Núcleo de Radioastronomia Coerente, recentemente desenvolvido para detectar misteriosas explosões rápidas de rádio, ou flashes de ondas de rádio com duração de milissegundos, e outros fenômenos celestes. O instrumento pode escanear e processar dados rapidamente para detectar explosões e determinar sua localização.
“Isso é o equivalente a vasculhar uma praia inteira de areia para procurar uma única moeda de cinco centavos a cada minuto”, disse o Dr. Keith Bannister, astrônomo e engenheiro do CSIRO que ajudou a desenvolver o instrumento.
Mas o CRACO também é capaz de detectar pulsos de rádio longos e ajudou a equipe a determinar que as rajadas de ondas de rádio se repetiam. Outras observações mostraram que os raios X também se repetiam.
Dados de telescópios nos Estados Unidos, África do Sul e Índia e colaboradores do mundo todo fizeram da detecção extremamente rara um esforço verdadeiramente global, disse Wang.
No futuro, Wang e sua equipe continuarão procurando por mais objetos que emitam esses longos pulsos de rádio.
“Encontrar um desses objetos sugere a existência de muitos outros”, disse a coautora do estudo, Dra. Nanda Rea, professora do Instituto de Ciências Espaciais e do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha, na Espanha, em um comunicado. “A descoberta de sua emissão transitória de raios X abre novos insights sobre sua natureza misteriosa.”
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