Com centenas de milhares de anos-luz de diâmetro, estruturas podem atingir de 10 a 20 vezes o tamanho da Via Láctea Tecnologia, Astronomia, Espaço, Universo CNN Brasil
Uma estrutura incomum de anéis duplos observada no espaço com a ajuda de cientistas cidadãos revelou-se uma raridade cósmica.
A anomalia celestial, capturada por um radiotelescópio, é um círculo de rádio estranho — um dos objetos mais raros e misteriosos do Universo —, afirmou o Dr. Ananda Hota, autor principal de um estudo publicado em 2 de outubro no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Círculos de rádio estranhos, também conhecidos como ORCs, provavelmente consistem em plasma magnetizado — gás carregado fortemente influenciado por campos magnéticos — e são tão massivos que galáxias inteiras residem em seus centros.
Estendendo-se por centenas de milhares de anos-luz, eles frequentemente atingem de 10 a 20 vezes o tamanho da nossa Via Láctea. Mas também são incrivelmente tênues e geralmente detectáveis apenas por meio da luz de rádio.
O círculo de rádio ímpar recém-descoberto, denominado RAD J131346.9+500320, é o mais distante conhecido até o momento, localizado a 7,5 bilhões de anos-luz da Terra — e o primeiro descoberto por cientistas cidadãos. É também apenas o segundo círculo de rádio ímpar a possuir dois anéis.
“Os ORCs estão entre as estruturas cósmicas mais bizarras e belas que já vimos — e podem conter pistas vitais sobre como galáxias e buracos negros coevoluem lado a lado”, escreveu Hota, professor assistente do Centro de Excelência em Ciências Básicas do Departamento de Energia Atômica da Universidade de Mumbai, em um e-mail.
Um salto gigante para a ciência cidadã
Círculos de rádio estranhos foram descobertos pela primeira vez há cerca de seis anos, mas as estruturas permanecem amplamente enigmáticas.
Hota é diretor e pesquisador principal do RAD@home Astronomy Collaboratory, uma comunidade online aberta a qualquer pessoa com formação em ciência. Astrônomos treinam os usuários para reconhecer padrões em trechos tênues e difusos de ondas de rádio e analisar imagens astronômicas, explicou Hota.
O estranho círculo de rádio recém-descoberto apareceu em dados do Telescópio de Matriz de Baixa Frequência (Lofar), composto por milhares de antenas na Holanda e em toda a Europa, formando um grande radiotelescópio. É o maior e mais sensível ferramenta que opera em baixas frequências.
Embora os participantes do RAD@home não tenham sido especificamente treinados para procurar círculos de rádio estranhos, a estrutura incomum de anel duplo se destacou, marcando o primeiro círculo de rádio estranho identificado com o Lofar.
Os anéis parecem se cruzar, o que os pesquisadores acreditam ser devido ao nosso ponto de vista a partir da Terra, mas provavelmente estão separados no espaço. O par se estende por 978.469 anos-luz de diâmetro. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano — cerca de 9,46 trilhões de quilômetros.
“Este trabalho mostra como astrônomos profissionais e cientistas cidadãos, juntos, podem expandir os limites da descoberta científica”, disse Hota.
Astrônomos já acreditaram que os estranhos círculos de rádio poderiam ser gargantas de buracos de minhoca, ondas de choque de colisões de buracos negros ou galáxias em fusão, ou ainda jatos poderosos emitindo partículas energéticas.
“Sugerimos que um grande evento explosivo ocorreu na galáxia central”, disse Hota. “O choque ou onda de explosão resultante pode ter reenergizado nuvens antigas de plasma magnetizado, fazendo-as brilhar novamente como anéis de rádio.”
As nuvens de plasma provavelmente foram criadas inicialmente por jatos de material liberados pelo buraco negro supermassivo da galáxia, explicou Hota. Uma nova onda de choque essencialmente iluminou a “fumaça” deixada pela atividade passada da galáxia, acrescentou.
Buracos negros não devoram diretamente estrelas, gás e poeira. Em vez disso, esse material cai em um disco giratório ao redor do buraco negro. À medida que os detritos giram mais rapidamente, tornam-se superaquecidos. Os poderosos campos magnéticos ao redor dos buracos negros ajudam a canalizar essas partículas energéticas e superaquecidas para longe deles em jatos que quase atingem a velocidade da luz.
A equipe de ciência cidadã também detectou dois círculos de rádio estranhos adicionais em duas galáxias diferentes, incluindo um localizado no final de um jato poderoso que apresenta uma curva acentuada, resultando em um anel de rádio com cerca de 100.000 anos-luz de largura.
Ambos os círculos de rádio estranhos estão em galáxias que ficam dentro de aglomerados maiores de galáxias, o que significa que os jatos lançados de seus buracos negros supermassivos interagem com o plasma quente ao redor, o que pode ajudar a moldar os anéis de rádio, disse Hota.
“Essas descobertas mostram que os ORCs e os anéis de rádio não são curiosidades isoladas — fazem parte de uma família mais ampla de estruturas exóticas de plasma moldadas por jatos de buracos negros, ventos e seus ambientes”, disse o coautor do estudo, Dr. Pratik Dabhade, professor assistente na divisão de astrofísica do Centro Nacional de Pesquisa Nuclear em Varsóvia, Polônia, em um comunicado.
Ray Norris, astrofísico da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Comunidade da Austrália, que liderou a descoberta dos círculos de rádio estranhos, ficou satisfeito em ver a descoberta do fenômeno usando o telescópio Lofar — e com a participação da ciência cidadã.
É difícil treinar uma IA para detectar círculos de rádio estranhos porque há poucos exemplos conhecidos, disse ele.
“Os ORCs são realmente difíceis de encontrar, mas sabemos que devem haver centenas nos dados”, disse Norris. “No momento, a ciência cidadã parece ser a melhor abordagem — e essas pessoas parecem estar fazendo um excelente trabalho.”
Mistérios galácticos persistentes
A descoberta do círculo de rádio estranho mais distante até agora permite que os pesquisadores olhem efetivamente para o passado. A equipe acredita que o fenômeno pode servir como uma forma de registrar e preservar eventos antigos e violentos que moldaram galáxias bilhões de anos atrás.
A luz do círculo de rádio viajou por 7,5 bilhões de anos até chegar à Terra e pode fornecer informações sobre os papéis que os círculos de rádio estranhos desempenham na evolução das galáxias em diferentes escalas de tempo — algo ainda pouco compreendido.
“Ao estudá-los em diferentes épocas cósmicas, podemos começar a revelar como essas explosões energéticas influenciam o gás circundante e desencadeiam ou suprimem a formação estelar”, observou Hota. “Nossa descoberta amplia o limite conhecido das ORCs para quase metade da idade do Universo, fornecendo pistas vitais sobre suas origens e sua ligação com o ciclo de vida mais amplo das galáxias.”
Muitas perguntas ainda pairam sobre os círculos de rádio estranhos, incluindo por que os astrônomos só os veem em tamanhos tão grandes. Hota e Dabhade querem saber se os círculos se expandem a partir de bolhas menores e indetectáveis. E se os círculos de rádio estranhos surgem da fusão de galáxias ou buracos negros supermassivos, por que não são observados com mais frequência?
A ajuda de cientistas cidadãos e de telescópios de nova geração, como o Square Kilometre Array transcontinental, na África do Sul e na Austrália, será essencial para responder a essas perguntas.
Atualmente em construção e com previsão de conclusão para 2028, o conjunto incluirá milhares de antenas parabólicas e até um milhão de antenas de baixa frequência, criando o maior radiotelescópio do mundo.
Embora essas antenas e pratos estejam em duas partes diferentes do planeta, eles formarão um único telescópio com mais de 1 milhão de metros quadrados (386.102 milhas quadradas) de área coletora, permitindo que os astrônomos examinem todo o céu muito mais rapidamente do que nunca.
O SKA e outros telescópios em desenvolvimento poderão observar os estranhos círculos de rádio com muito mais detalhes, ajudando os astrônomos a aprender mais sobre a evolução de buracos negros e galáxias.
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