Uma equipe internacional liderada por astrônomos da Universidade de Sydney descobriu a evidência mais clara até o momento sobre a origem de uma classe incomum de sinais cósmicos. Ao fazer isso, eles identificaram um raro sistema estelar que está fornecendo aos cientistas um laboratório natural para estudar física extrema.

Utilizando o radiotelescópio ASKAP da CSIRO, a equipe descobriu uma estrela pequena e densa, chamada anã branca, expelindo material de sua estrela companheira maior, porém menos densa.

À medida que esse material espirala para dentro, produz poderosas rajadas de ondas de rádio e raios X em um ciclo que se repete a cada 1,4 horas.

Os resultados foram publicados na revista Nature Astronomy .

O autor principal e estudante de doutorado Kovi Rose, da Escola de Física da Universidade de Sydney e da CSIRO, afirmou que isso fornece a primeira identificação confirmada do que os astrônomos chamam de "transientes de rádio de longo período": pulsos cósmicos descobertos em apenas algumas regiões remotas de nossa galáxia.

"Pela primeira vez, identificamos a origem desses sinais, confirmando que a fonte é uma 'variável cataclísmica', ou seja, uma estrela anã branca em processo de acreção", disse o Sr. Rose.

"Transientes de rádio de longo período têm intrigado os astrônomos por anos", disse o Sr. Rose. "Encontramos apenas cerca de uma dúzia, e suas origens eram incertas. Agora, conseguimos demonstrar que a fonte de um desses transientes vem de uma anã branca que está ativamente atraindo material de uma estrela companheira."

O sistema recém-identificado, denominado ASKAP J1745?5051, consiste em uma anã branca — um remanescente estelar denso com aproximadamente o tamanho da Terra, mas com massa próxima à do Sol — emparelhada com uma estrela anã vermelha maior, porém de menor massa, com cerca de um décimo da massa do Sol. As duas estrelas orbitam uma à outra extremamente próximas, completando uma órbita completa em pouco mais de uma hora.

À medida que o material da estrela menos massiva é atraído para a anã branca, ele se aquece e emite raios X. Ao mesmo tempo, as interações entre os campos magnéticos das estrelas geram rajadas de rádio regulares, o que significa que o sinal ocorre em intervalos específicos.

"Todas essas emissões estão ligadas ao movimento orbital do sistema", disse o Sr. Rose. "Mas, curiosamente, os sinais de rádio e de raios X não atingem o pico ao mesmo tempo, o que nos indica que estão sendo produzidos em diferentes regiões do sistema."

A equipe descobriu que a emissão de rádio provavelmente se origina onde os campos magnéticos das duas estrelas se encontram e interagem com o material carregado que está sendo arrancado da estrela companheira, produzindo rajadas de radiação concentradas.

Inicialmente, acreditava-se que os sinais de rádio transitórios de longo período eram provenientes de estrelas de nêutrons de rotação lenta, conhecidas como pulsares. No entanto, os modelos atuais sugerem que estrelas de nêutrons com rotação tão lenta não deveriam ser capazes de produzir tais sinais.

A nova descoberta reforça uma explicação alternativa : que pelo menos algumas dessas explosões misteriosas provêm de sistemas de duas estrelas, envolvendo anãs brancas.

"Alguns objetos semelhantes já haviam sido associados a sistemas binários, mas este é o primeiro em que podemos ver claramente tanto as estrelas quanto o processo de acreção em ação", disse o Professor Murphy, Chefe da Escola de Física da Universidade de Sydney e Investigador Principal do Centro de Excelência ARC para a Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav).

O sistema é também apenas o segundo transiente de rádio de longo período conhecido a emitir raios X regularmente — e o primeiro em que a causa da regularidade foi confirmada.

Este sistema único foi descoberto usando o radiotelescópio ASKAP, pertencente e operado pela CSIRO, a agência científica nacional da Austrália. A combinação de cobertura, resolução e sensibilidade do ASKAP é incomparável na radioastronomia, permitindo a detecção de sinais incomuns que, de outra forma, passariam despercebidos.

Os pesquisadores afirmam que o ASKAP J1745-5051 pode servir como ponto de referência para a compreensão de outros transientes de rádio de longo período.

"Este sistema nos dá uma maneira de decodificar esses sinais. Ele pode nos ajudar a determinar se outros fenômenos transitórios de longo período são mais parecidos com pulsares ou com sistemas de anãs brancas, funcionando como uma Pedra de Roseta estelar", disse o Sr. Rose, referindo-se ao objeto arqueológico descoberto no Egito que ajudou a traduzir hieróglifos antigos.

A descoberta também oferece uma oportunidade única para estudar a física de plasmas extremos e interações magnéticas em condições que não podem ser replicadas na Terra.

"Esses sistemas são laboratórios naturais", disse o Sr. Rose. "Eles nos permitem testar nossa compreensão de como a matéria se comporta em campos magnéticos fortes e sob intensas forças gravitacionais."

A equipe planeja realizar novas observações combinando telescópios de rádio , ópticos e de raios X para entender melhor como essas emissões são geradas e se mecanismos semelhantes podem explicar toda a população de transientes de rádio de longo período.

"Cada nova descoberta está nos ajudando a montar o quebra-cabeça", disse o Sr. Rose. "Estamos apenas começando a entender essa nova classe de eventos cósmicos."

A equipe internacional incluiu astrônomos dos Estados Unidos, China, Canadá, Espanha, Israel e Austrália. A equipe utilizou os radiotelescópios ASKAP (Australia Telescope Compact Array) e MeerKAT, da CSIRO, na Austrália; os radiotelescópios SOAR e Magellan, no Chile; e os telescópios espaciais Swift (UV/raios-X) e Einstein Probe (raios-X).