Erupções Rápidas de Ondas de Rádio associadas a poderosos Campos Magnéticos

A história das Erupções Rápidas de Ondas de Rádio (em inglês, Fast Radio Bursts ou FRBs) teve um desenvolvimento muito interessante publicado há dias na revista Nature. Uma equipa de cientistas identificou no sinal do FRB 121102 (o único que foi observado em várias datas) a assinatura de um efeito descoberto pelo físico Michael Faraday, em meados do século XIX.

Esta imagem mostra o campo eléctrico (E) de uma onda electromagnética variando de forma sinusoidal sobre um plano (colorido de amarelo claro). A presença de um campo magnético (B) ao longo da trajectória da onda faz rodar o plano de oscilação por um ângulo β (note-se a orientação relativa dos vectores a vermelho antes e depois de atravessar o campo magnético). A amplitude do ângulo β permite estimar a intensidade do campo magnético B que a onda atravessou.
Crédito: Wikipedia

Designado por Efeito de Faraday ou Rotação de Faraday, o efeito traduz-se na rotação do plano de oscilação da radiação electromagnética (no caso ondas de rádio) por acção de um campo magnético que permeia a sua trajectória. Este efeito foi já observado em radiação proveniente de diferentes objectos celestes e permite, por exemplo, estimar a intensidade dos campos magnéticos existentes no meio interestelar. O que torna extraordinária a sua detecção em ondas de rádio provenientes do FRB121102 é a enorme amplitude observada que baralhou inicialmente a equipa de cientistas que trabalhava na análise dos dados.

Esta imagem em raios-X mostra o magnetar 1E 2259+586 (o objecto azul-esbranquiçado mais brilhante) no interior do remanescente de supernova CTB 109, situada a cerca de 10 mil anos-luz na direcção da constelação da Cassiopeia.
Crédito: XMM-Newton/ESA

A descoberta tem implicações importantes na explicação do fenómeno das erupções rápidas de ondas de rádio. Mais concretamente, ela implica que qualquer que seja o objecto que está na sua origem ele terá de estar imerso num campo magnético poderosíssimo. Os cientistas só conhecem dois tipos de objectos capazes de gerar campos magnéticos comparáveis: magnetares (estrelas de neutrões com características extremas) e buracos negros em rotação rodeados por discos de gás. Mesmo um destes objetos teria de ser anormalmente energético para explicar as observações. Esta é, naturalmente, uma boa notícia para os cientistas que propuseram, pouco depois da descoberta das erupções, a hipótese de que na sua origem estão magnetares.

O radiotelescópio gigante de Arecibo, na ilha de Porto Rico.
Crédito: David Herberg

As observações que deram origem à descoberta foram obtidas com o venerável radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, no final de 2016. A National Science Foundation, a principal entidade que financia a infraestrutura, manifestou a sua intenção de direcionar esse investimento para novos projectos. O futuro do observatório esteve mesmo por um fio no final do ano transacto, até que um grupo de mecenas anónimos reuniu fundos que permitem o seu funcionamento pelo menos até Abril.

Referências: D. Michilli et al. An extreme magneto-ionic environment associated with the fast radio burst source FRB 121102. Nature 553, 182–185, 11 January 2018.

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