Os magnetares são objetos bizarros - maciços, estrelas de nêutrons girando com campos magnéticos entre os mais poderosos conhecidos, capaz de disparar breves rajadas de ondas de rádio tão brilhantes que são visíveis em todo o universo.

Uma equipe de astrofísicos descobriu agora outra peculiaridade dos magnetares:eles podem emitir rajadas de raios gama de baixa energia em um padrão nunca antes visto em qualquer outro objeto astronômico.

Não está claro por que isso deveria ser, mas os próprios magnetares são mal compreendidos, com dezenas de teorias sobre como eles produzem rajadas de rádio e raios gama. O reconhecimento desse padrão incomum de atividade de raios gama pode ajudar os teóricos a descobrir os mecanismos envolvidos.

"Magnetares, que estão conectados com rajadas de rádio rápidas e repetidores gama suaves, tem algo periódico acontecendo, além da aleatoriedade, "disse o astrofísico Bruce Grossan, um astrofísico da Universidade da Califórnia, Laboratório de Ciências Espaciais de Berkeley (SSL). "Este é outro mistério além do mistério de como as explosões são produzidas."

Os pesquisadores - Grossan e o físico teórico e cosmologista Eric Linder da SSL e do Berkeley Center for Cosmological Physics e pós-doutorado Mikhail Denissenya da Universidade de Nazarbayev no Cazaquistão - descobriram o padrão no ano passado em rajadas de um repetidor gama suave, SGR1935 + 2154, isso é um magnetar, uma fonte prolífica de rajadas de raios gama suaves ou de baixa energia e a única fonte conhecida de rajadas de rádio rápidas em nossa galáxia, a Via Láctea. Eles descobriram que o objeto emite rajadas aleatoriamente, mas apenas dentro de janelas regulares de quatro meses, cada janela ativa separada por três meses de inatividade.

Em 19 de março, a equipe carregou uma pré-impressão alegando "comportamento periódico em janela" em rajadas de gama suaves de SGR1935 + 2154 e previu que essas rajadas recomeçariam depois de 1º de junho - após um hiato de três meses - e poderiam ocorrer durante uma janela de quatro meses encerrada em outubro 7

Em 24 de junho, três semanas na janela de atividade, a primeira nova explosão de SGR1935 + 2154 foi observada após o intervalo previsto de três meses, e quase uma dúzia de explosões foram observadas desde então, incluindo um em 6 de julho, o dia em que o artigo foi publicado online no jornal Revisão Física D .

"Essas novas explosões dentro desta janela significam que nossa previsão está certa, "disse Grossan, que estuda transientes astronômicos de alta energia. "Provavelmente mais importante é que nenhuma explosão foi detectada entre as janelas desde que publicamos nossa pré-impressão."

Linder compara a não detecção de rajadas em janelas de três meses a uma pista-chave - o "incidente curioso" de que um cão de guarda não latiu à noite - que permitiu a Sherlock Holmes solucionar um assassinato no conto "A aventura de Silver Blaze ".

"Dados ausentes ou ocasionais são um pesadelo para qualquer cientista, "observou Denissenya, o primeiro autor do artigo e membro do Laboratório Energético Cosmos da Universidade de Nazarbayev, fundado há vários anos por Grossan, Linder e cosmologista UC Berkeley e ganhador do prêmio Nobel George Smoot. "No nosso caso, era crucial perceber que rajadas ausentes ou nenhuma rajada carregam informações. "

A confirmação de sua previsão assustou e emocionou os pesquisadores, que pensam que este pode ser um novo exemplo de um fenômeno - comportamento periódico em janelas - que poderia caracterizar as emissões de outros objetos astronômicos.

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No ano passado, pesquisadores sugeriram que a emissão de rajadas de rádio rápidas - que normalmente duram alguns milésimos de segundo - de galáxias distantes pode ser agrupada em um padrão periódico de janela. Mas os dados eram intermitentes, e as ferramentas estatísticas e computacionais para estabelecer firmemente tal afirmação com dados esparsos não foram bem desenvolvidas.

Grossan convenceu Linder a explorar se técnicas e ferramentas avançadas poderiam ser usadas para demonstrar que periodicamente em janelas, mas aleatórias, também, dentro de uma janela de atividade - o comportamento estava presente nos dados de rajada de raios gama suaves do magnetar SGR1935 + 2154. O instrumento Konus a bordo da espaçonave WIND, lançado em 1994, grava rajadas de raios gama suaves desse objeto - que também exibe rajadas de rádio rápidas - desde 2014 e provavelmente nunca perdeu um brilhante.

Linder, membro do Supernova Cosmology Project com base no Lawrence Berkeley National Laboratory, usou técnicas estatísticas avançadas para estudar o agrupamento no espaço de galáxias no universo, e ele e Denissenya adaptaram essas técnicas para analisar o agrupamento de rajadas no tempo. A análise deles, o primeiro a usar tais técnicas para eventos repetidos, mostrou uma periodicidade de janela incomum distinta da repetição muito precisa produzida por corpos girando ou em órbita, que a maioria dos astrônomos pensa quando pensa em comportamento periódico.

"Até aqui, observamos explosões em 10 períodos de janela desde 2014, e a probabilidade é 3 em 10, 000 que, embora pensemos que é em janela periódica, é realmente aleatório, " ele disse, o que significa que há 99,97% de chance de estarem certos. Ele observou que uma simulação de Monte Carlo indicou que a chance de eles verem um padrão que não existe é provavelmente bem abaixo de 1 em um bilhão.

A observação recente de cinco rajadas dentro de sua janela prevista, visto pelo WIND e outras espaçonaves monitorando rajadas de raios gama, aumenta sua confiança. Contudo, uma única explosão futura observada fora da janela iria refutar toda a teoria, ou fazê-los refazer sua análise completamente.

"A parte mais intrigante e divertida para mim foi fazer previsões que poderiam ser testadas no céu. Em seguida, fizemos simulações com padrões reais e aleatórios e descobrimos que realmente nos diziam sobre as explosões, "Denissenya disse.

Quanto ao que causa esse padrão, Grossan e Linder só podem adivinhar. Acredita-se que rajadas de raios gama suaves de magnetares envolvam terremotos, talvez desencadeado por interações entre a crosta da estrela de nêutrons e seu intenso campo magnético. Os magnetares giram uma vez a cada poucos segundos, e se a rotação for acompanhada por uma precessão - uma oscilação na rotação - isso pode fazer a fonte de emissão da explosão apontar para a Terra apenas dentro de uma certa janela. Outra possibilidade, Grossan disse, isso é um denso, Uma nuvem giratória de material obscurecedor envolve o magnetar, mas tem um orifício que só permite que rajadas saiam e atinjam a Terra periodicamente.

"Neste estágio de nosso conhecimento dessas fontes, não podemos realmente dizer qual é, "Grossan disse." Este é um fenômeno rico que provavelmente será estudado por algum tempo. "

Linder concorda e aponta que os avanços foram feitos pela polinização cruzada de técnicas de observações astrofísicas de alta energia e cosmologia teórica.

"UC Berkeley é um ótimo lugar onde diversos cientistas podem se reunir, "ele disse." Eles continuarão a observar e aprender e até mesmo 'ouvir' com seus instrumentos para mais cães durante a noite.