CHIME J1634+44: o transiente de longo período mais estranho da Via Láctea

Ao longo da história da astronomia, têm sido identificados na vasta Via Láctea vários fenómenos que piscam de forma estranha. Ainda assim, um objeto pulsante descoberto recentemente destaca-se como algo verdadeiramente sem paralelo.

Um transiente de longo período fora do comum

A vários milhares de anos-luz de distância, o objeto designado CHIME J1634+44 é um exemplo raro de uma fonte cósmica cuja luminosidade aumenta e diminui em escalas de tempo inexplicavelmente longas. Até hoje, foram encontrados na Galáxia apenas cerca de uma dúzia destes transientes de longo período (LPTs) - mas o CHIME J1634+44 parece pertencer a uma categoria à parte.

Além de ser invulgar, a sua emissão apresenta a maior polarização alguma vez registada num LPT, o que sugere que a fonte está inserida num ambiente particularmente complexo. E há mais: o intervalo entre os seus clarões de ondas de rádio parece estar a encurtar, e não a alongar. Isso aponta para um cenário em que, em vez de abrandar como acontece frequentemente com objetos no espaço, o CHIME J1634+44 está a acelerar a rotação.

Dois períodos e uma polarização nunca vista num LPT

O comportamento do objeto não é estranho apenas pelo “período” - na verdade, há dois períodos.

“Pode chamar-se ao CHIME J1634+44 um ‘unicórnio’, mesmo entre outros LPTs”, afirma o astrónomo Fengqiu Adam Dong, do Green Bank Observatory, autor principal de um dos dois artigos que descrevem este objeto misterioso.

“Os surtos parecem repetir-se a cada 14 minutos, ou 841 segundos – mas existe um período secundário distinto de 4206 segundos, ou 70 minutos, que é exatamente cinco vezes mais longo. Achamos que ambos são reais, e isto é provavelmente um sistema com algo em órbita de uma estrela de neutrões.”

As duas equipas chegaram ao mesmo alvo de forma independente, recorrendo a conjuntos de dados diferentes. Ainda assim, ambas identificaram os mesmos elementos-chave: a mesma aceleração de rotação (spin-up), o mesmo par de periodicidades e a mesma polarização. O segundo trabalho foi liderado pela astrónoma Sanne Bloot, do Netherlands Institute for Radio Astronomy.

O que poderá ser o CHIME J1634+44: anã branca ou estrela de neutrões?

Quando se observa no espaço um comportamento altamente fora do comum, o leque de explicações plausíveis não é assim tão grande - e depende do padrão do fenómeno. Até agora, todas as pistas recolhidas sobre os LPTs indicam que se trata de objetos compactos, isto é, anãs brancas ou estrelas de neutrões.

Ambos os tipos surgem após a morte de estrelas com determinadas massas: as camadas externas são expelidas e o núcleo, já sem o suporte da pressão para o exterior gerada pela fusão, colapsa sob a gravidade, formando um corpo extremamente compacto.

Entre os dois, as anãs brancas são as menos massivas. Podem ter até cerca de 1.4 vezes a massa do Sol comprimida numa esfera com um diâmetro entre o da Terra e o da Lua. O que impede um colapso adicional é uma regra segundo a qual os eletrões não podem ocupar o mesmo estado quântico, criando uma resistência conhecida como pressão de degenerescência dos eletrões.

Quando a massa aumenta, essa pressão deixa de ser suficiente, e é possível comprimir cerca de 2.3 massas solares numa esfera com cerca de 20 quilómetros (12 milhas) de diâmetro. Aí, o suporte passa a ser dado pela pressão de degenerescência dos neutrões, e o resultado é uma estrela de neutrões.

Dada a enorme densidade das estrelas de neutrões, estas conseguem produzir efeitos bastante extremos no espaço em redor - sobretudo quando fazem parte de um sistema binário.

Os dois artigos concluem que algo deste género poderá estar a acontecer com o CHIME J1634+44. Se um dos componentes estiver a acumular ativamente material de um companheiro em órbita próxima, esse ganho de massa pode estar a aumentar a sua taxa de rotação. O ponto em aberto é saber se a estrela em questão é uma anã branca ou uma estrela de neutrões.

A equipa de Dong considera mais provável que seja uma estrela de neutrões, possivelmente um pulsar, já que os pulsares emitem pulsos periódicos de ondas de rádio e, por vezes, sabe-se que conseguem aumentar a rotação.

Já Bloot e colegas defendem que poderá tratar-se de uma anã branca. No local de CHIME J1634+44, identificaram uma fonte ultravioleta ténue compatível com uma anã branca com cerca de 78 percent da massa do Sol e uma temperatura efetiva entre 15,000 e 33,000 Kelvin.

Se esta interpretação estiver correta, então o objeto poderá ser um pulsar de anã branca - um tipo raro e difícil de observar, mas que se comporta de forma semelhante ao seu equivalente de estrela de neutrões.

O que falta observar e onde saíram os artigos

Serão necessárias mais observações para confirmar qual dos cenários é o certo, mas o interesse científico é inevitável. Vale lembrar o sinal de polarização: é perfeitamente circular, e nunca tinha sido observado num LPT. Isso pode indicar que os pulsos de rádio de CHIME J1634+44 são gerados por um mecanismo ainda não visto.

Em linguagem de astrónomos: vale a pena manter este alvo sob vigilância.

“A descoberta de CHIME J1634+44 alarga a população conhecida de LPTs e desafia os modelos existentes de estrelas de neutrões e anãs brancas”, diz Dong, “sugerindo que poderá haver muitos mais objetos deste tipo à espera de serem descobertos.”

O artigo da equipa de Dong foi publicado na The Astrophysical Journal Letters. O artigo liderado por Bloot foi aceite na Astronomy & Astrophysics e está disponível no arXiv.