Um amontoado de estrelas de nêutrons pode ter emitido dois tipos diferentes de sinais cósmicos: ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais e um breve pico de energia chamado rajada rápida de rádio.
Um dos três detectores que compõem o observatório de ondas gravitacionais LIGO captou um sinal de uma colisão cósmica em 25 de abril de 2019. Cerca de 2,5 horas depois, um detector de explosão rápida de rádio captou um sinal da mesma região do céu, relatam pesquisadores 27 de março em Astronomia da Natureza.
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Se for fortalecida por mais observações, a descoberta pode reforçar a teoria de que as misteriosas rajadas rápidas de rádio têm origens múltiplas – e as fusões de estrelas de nêutrons são uma delas.
“Temos 99,5% de certeza” de que os dois sinais vieram do mesmo evento, diz a astrofísica Alexandra Moroianu, que detectou a fusão e suas consequências enquanto estava na University of Western Australia em Perth. “Queremos ter 99,999% de certeza.”
Infelizmente, os outros dois detectores do LIGO não captaram o sinal, por isso é impossível triangular com precisão sua localização. “Embora não seja uma observação concreta e definitiva para algo que foi teorizado por uma década, é a primeira evidência que temos”, diz Moroianu. “Se isso for verdade… será um grande boom na ciência de rajadas rápidas de rádio.”
Explosões de rádio misteriosas
Os astrônomos detectaram mais de 600 rajadas rápidas de rádio, ou FRBs, desde 2007. Apesar de sua frequência, as causas permanecem um mistério. Um dos principais candidatos é uma estrela de nêutrons altamente magnetizada chamada magnetar, que pode ser deixada para trás após a explosão de uma estrela massiva (SN: 04/06/20). Mas alguns FRBs parecem se repetir, enquanto outros são eventos únicos aparentes, sugerindo que há mais de uma maneira de produzi-los (SN: 2/7/20).
Os teóricos se perguntam se uma colisão entre duas estrelas de nêutrons poderia desencadear um FRB singular, antes que os destroços da colisão produzam um buraco negro. Tal colisão deve emitir ondas gravitacionais também (SN: 16/10/17).
Moroianu e seus colegas pesquisaram dados arquivados do LIGO e do Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, ou CHIME, um detector de explosão de rádio rápido na Colúmbia Britânica, para ver se algum de seus sinais estava alinhado. A equipe encontrou um emparelhamento candidato: GW190425 e FRB20190425A.
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Embora a onda gravitacional tenha sido captada apenas pelo detector LIGO em Livingston, Louisiana, a equipe detectou outros sinais sugestivos de que os sinais estavam relacionados. O FRB e as ondas gravitacionais vieram da mesma distância, cerca de 370 milhões de anos-luz da Terra. As ondas gravitacionais eram da única fusão de estrelas de nêutrons que o LIGO detectou naquela corrida de observação, e o FRB era particularmente brilhante. Pode até ter havido uma explosão de raios gama ao mesmo tempo, de acordo com dados de satélite – outro efeito colateral de uma fusão de estrelas de nêutrons.
“Tudo aponta para uma combinação muito interessante de sinais”, diz Moroianu. Ela diz que é como assistir a um drama policial na TV: “Você tem tantas evidências que qualquer pessoa que assiste ao programa de TV diria: ‘Ah, acho que foi ele’. Mas não é suficiente para convencer o tribunal.”
Segredos da estrela de nêutrons
Apesar da incerteza, a descoberta tem implicações empolgantes, diz a astrofísica Alessandra Corsi, da Texas Tech University, em Lubbock. Uma delas é a possibilidade de que duas estrelas de nêutrons possam se fundir em uma única estrela de nêutrons extramassiva sem colapsar imediatamente em um buraco negro. “Existe uma linha divisória difusa entre o que é uma estrela de nêutrons e o que é um buraco negro”, diz Corsi, que não participou do novo trabalho.
Em 2013, o astrofísico Bing Zhang, da Universidade de Nevada, em Las Vegas, sugeriu que uma colisão de estrela de nêutrons poderia criar uma estrela de nêutrons extramassiva que oscila no limite da estabilidade por algumas horas antes de entrar em colapso em um buraco negro. Nesse caso, o FRB resultante seria atrasado – assim como no caso de 2019.
A estrela de nêutrons mais massiva já observada tem cerca de 2,35 vezes a massa do sol, mas os teóricos acham que ela poderia crescer até três vezes a massa do sol sem entrar em colapso (SN: 22/07/22). A estrela de nêutrons que poderia ter resultado da colisão em 2019 teria 3,4 massas solares, calculam Moroianu e seus colegas.
“Algo assim, especialmente se for confirmado com mais observações, definitivamente nos diria algo sobre como a matéria de nêutrons se comporta”, diz Corsi. “O bom disso é que temos esperança de testar isso no futuro.”
A próxima execução do LIGO está prevista para começar em maio. Corsi está otimista de que mais coincidências entre ondas gravitacionais e FRBs aparecerão, agora que os pesquisadores sabem procurá-las. “Deve haver um futuro brilhante à nossa frente”, diz ela.
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