Em um novo estudo liderado pela Caltech, pesquisadores do campus e do Jet Propulsion Laboratory (JPL) analisaram pulsos de ondas de rádio provenientes de um magnetar - um rotativo, denso, estrela morta com um forte campo magnético - que está localizada perto do buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea. A nova pesquisa fornece pistas de que magnetares como este, deitado nas proximidades de um buraco negro, talvez pudesse estar ligada à fonte de "rajadas de rádio rápidas, "ou FRBs. FRBs são explosões de alta energia que se originam além de nossa galáxia, mas cuja natureza exata é desconhecida.

"Nossas observações mostram que um rádio magnetar pode emitir pulsos com muitas das mesmas características vistas em alguns FRBs, "diz o estudante de graduação da Caltech Aaron Pearlman, que apresentou os resultados hoje na 233ª reunião da American Astronomical Society em Seattle. "Outros astrônomos também propuseram que magnetares perto de buracos negros poderiam estar atrás de FRBs, mas são necessárias mais pesquisas para confirmar essas suspeitas. "

A equipe de pesquisa foi liderada por Walid Majid, um associado visitante da Caltech e principal cientista de pesquisa do JPL, que é gerenciado pela Caltech para a NASA, e Tom Prince, o Ira S. Bowen Professor de Física na Caltech. A equipe analisou o magnetar denominado PSR J1745-2900, localizado no centro galáctico da Via Láctea, usando a maior das antenas de rádio Deep Space Network da NASA na Austrália. PSR J1745-2900 foi inicialmente localizado pelo telescópio de raios-X Swift da NASA, e mais tarde determinado a ser um magnetar pelo Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), em 2013.

"PSR J1745-2900 é um objeto incrível. É um magnetar fascinante, mas também tem sido usado como uma sonda das condições próximas ao buraco negro supermassivo da Via Láctea, "diz Fiona Harrison, o Benjamin M. Rosen Professor de Física na Caltech e o investigador principal do NuSTAR. "É interessante que possa haver uma conexão entre o PSR J1745-2900 e os enigmáticos FRBs."

Os magnetares são um subtipo raro de um grupo de objetos chamados pulsares; pulsares, por sua vez, pertencem a uma classe de estrelas mortas em rotação conhecidas como estrelas de nêutrons. Os magnetares são considerados jovens pulsares que giram mais lentamente do que os pulsares comuns e têm campos magnéticos muito mais fortes, o que sugere que talvez todos os pulsares passem por uma fase semelhante ao magnetar em sua vida.

O magnetar PSR J1745-2900 é o pulsar conhecido mais próximo do buraco negro supermassivo no centro da galáxia, separados por uma distância de apenas 0,3 anos-luz, e é o único pulsar conhecido por estar ligado gravitacionalmente ao buraco negro e ao ambiente ao seu redor.

Além de descobrir semelhanças entre o magnetar do centro da galáxia e os FRBs, os pesquisadores também colheram novos detalhes sobre os pulsos de rádio do magnetar. Usando uma das maiores antenas de rádio da Deep Space Network, os cientistas foram capazes de analisar pulsos individuais emitidos pela estrela cada vez que ela girava, um feito que é muito raro em estudos de rádio de pulsares. Eles descobriram que alguns pulsos foram alongados, ou ampliado, por uma quantidade maior do que o previsto quando comparado às medições anteriores do comportamento médio do pulso do magnetar. Além disso, este comportamento variava de pulso para pulso.

"Estamos vendo essas mudanças nos componentes individuais de cada pulso em uma escala de tempo muito rápida. Esse comportamento é muito incomum para um magnetar, "diz Pearlman. Os componentes do rádio, ele observa, são separados por apenas 30 milissegundos em média.

Uma teoria para explicar a variabilidade do sinal envolve aglomerados de plasma movendo-se em alta velocidade perto do magnetar. Outros cientistas propuseram que tais aglomerados podem existir, mas, no novo estudo, os pesquisadores propõem que o movimento desses aglomerados pode ser uma possível causa da variabilidade do sinal observada. Outra teoria propõe que a variabilidade é intrínseca ao próprio magnetar.

"Compreender esta variabilidade do sinal ajudará em estudos futuros de magnetares e pulsares no centro de nossa galáxia, "diz Pearlman.

No futuro, Pearlman e seus colegas esperam usar a antena parabólica da Deep Space Network para resolver outro grande mistério do pulsar:por que existem tão poucos pulsares perto do centro galáctico? Seu objetivo é encontrar um pulsar não magnetar próximo ao buraco negro do centro da galáxia.

"Encontrar um pulsar estável em um fechamento, A órbita gravitacionalmente ligada ao buraco negro supermassivo no centro da galáxia pode provar ser o Santo Graal para testar as teorias da gravidade, "diz Pearlman." Se encontrarmos um, podemos fazer todo tipo de novo, testes sem precedentes da teoria geral da relatividade de Albert Einstein. "

O novo estudo, intitulado "Morfologia de Pulso do Centro Galáctico Magnetar PSR J1745-2900, "Apareceu em 20 de outubro, 2018, emissão de The Astrophysical Journal .