Um misterioso sinal de rádio captado no universo está agitando a astrofísica.

Muito além da nossa galáxia, um piscar estranho de energia em rádio obrigou astrónomos a rever o que julgavam saber.

Ao longo de vários meses de 2024, radiotelescópios voltaram a registar o mesmo pulso cósmico, vindo de uma região do céu onde, em tese, quase nada deveria estar a acontecer. Essa área aparentemente silenciosa transformou-se no palco de uma das histórias mais intrigantes da astrofísica recente.

Um clarão cósmico que se recusou a calar

O sinal no centro do enigma pertence a uma categoria chamada Rajadas Rápidas de Rádio (Fast Radio Bursts, FRBs). Trata-se de lampejos curtíssimos e muito intensos de ondas de rádio que explodem sem aviso, a partir de regiões profundas do Universo. Segundo a NASA, uma única FRB pode libertar, em um milésimo de segundo, uma quantidade de energia comparável à que o Sol emite ao longo de um ano inteiro.

A maioria das FRBs aparece uma única vez e depois desaparece para sempre. Algumas voltam a repetir, mas de forma irregular. Já o novo sinal, identificado como FRB 20240209A, não seguiu esse padrão: observado por investigadores ligados à Universidade do Noroeste (Northwestern), em Illinois, ele voltou a “acender” repetidamente entre fevereiro e julho de 2024.

Durante quase meio ano, a FRB 20240209A continuou a enviar pulsos através do cosmos, como um farol que se recusa a apagar.

Essa persistência incomum tornou o evento um alvo perfeito. Quanto mais um FRB se repete, mais fácil fica para os astrónomos calcular com precisão de onde ele vem. Por isso, diferentes equipas apressaram-se em apontar redes sensíveis de radiotelescópios e, em seguida, telescópios ópticos para acompanhar a origem do sinal.

A localização inesperada: uma galáxia “morta” e silenciosa

O esperado era encontrar um cenário já conhecido. A maior parte das FRBs com origem bem determinada foi associada a galáxias jovens e com formação estelar intensa, cheias de “berçários” de estrelas, instabilidade magnética e mortes violentas de estrelas massivas - ambientes naturalmente propícios a fenómenos extremos.

Desta vez, porém, os dados contaram outra história. A fonte da FRB 20240209A estava numa galáxia quiescente, frequentemente chamada de “morta” por ter praticamente interrompido a criação de novas estrelas. Em astronomia, quiescente significa que o crescimento da galáxia e o nascimento de estrelas caíram para níveis muito baixos.

O sinal não veio de uma galáxia jovem e turbulenta, mas de um sistema massivo e antigo, muito além do seu auge.

A galáxia hospedeira está a cerca de 2 bilhões de anos-luz de distância - o que implica que as ondas de rádio começaram a viagem quando a vida multicelular na Terra ainda dava passos iniciais rumo a formas mais complexas. Pelas suas características, os astrónomos estimam que a própria galáxia tenha aproximadamente 11,3 bilhões de anos, formada pouco depois de o Universo primitivo começar a montar as suas primeiras grandes estruturas.

Retrato do hospedeiro: galáxia quiescente antiga e muito massiva (FRB 20240209A)

Combinando simulações detalhadas com observações de telescópios, as equipas reconstruíram um retrato aproximado do hospedeiro inesperado:

• Idade: cerca de 11,3 bilhões de anos
• Distância: aproximadamente 2 bilhões de anos-luz da Terra
• Massa: cerca de 100 bilhões de vezes a massa do Sol
• Forma: irregular, sem o desenho “certinho” de uma espiral nem o aspeto liso de uma elíptica
• Brilho: mais luminosa do que o habitual para galáxias quiescentes

Esse conjunto de grande idade e enorme massa faz a galáxia destacar-se. Nos resultados publicados, os cientistas descrevem-na como a galáxia hospedeira de FRB mais antiga e mais massiva identificada até agora.

Por que a FRB 20240209A está a abalar as teorias

As FRBs são um dos maiores mistérios da astronomia há pouco mais de uma década. Uma hipótese forte liga esses eventos a estrelas de neutrões chamadas magnetars - remanescentes estelares compactos com campos magnéticos trilhões de vezes mais intensos do que o da Terra. Magnetars jovens, recém-formados por explosões de supernovas, encaixam bem no tipo de galáxia activa e formadora de estrelas onde muitas FRBs foram localizadas.

A FRB 20240209A desafia esse roteiro. Uma galáxia quiescente e envelhecida não é, à primeira vista, o berço mais provável para magnetars jovens e hiperactivos.

O evento sugere que o mecanismo por trás das FRBs pode funcionar em ambientes que os astrónomos, em grande parte, tinham descartado.

Com isso, ganham força novas possibilidades:

• FRBs podem ser produzidas por magnetars mais antigos, capazes de manter actividade por muito mais tempo do que os modelos prevêem.
• Outros objectos - como sistemas com buracos negros ou binárias exóticas - podem ser a fonte em determinadas galáxias.
• Pode haver múltiplas “famílias” de FRBs, geradas por mecanismos físicos diferentes.

Esta última ideia vem ganhando espaço: em vez de uma explicação única, os astrónomos podem estar a observar uma população mista de sinais que parecem semelhantes apenas à primeira vista.

Um ponto adicional, relevante para galáxias quiescentes, é que “pouca formação estelar” não significa “nenhuma actividade extrema”. Mesmo em sistemas antigos, podem existir aglomerados estelares densos e remanescentes compactos suficientes para interacções raras, mas energéticas - um cenário que mantém abertas rotas alternativas para a origem de FRBs em ambientes envelhecidos.

Também vale considerar o viés observacional: FRBs repetidoras, como a FRB 20240209A, são mais fáceis de localizar com precisão do que eventos únicos. Isso pode influenciar quais tipos de galáxias aparecem com mais frequência como hospedeiras, à medida que as amostras crescem.

Como os astrónomos localizaram a origem do sinal

Determinar a posição exacta de uma FRB está longe de ser simples. O primeiro alerta costuma vir de radiotelescópios, mas muitas vezes a resolução é grosseira demais para apontar uma única galáxia. Para chegar ao endereço certo, as equipas encadeiam várias etapas:

Etapa	O que acontece
Detecção inicial	Uma rede de radiotelescópios detecta a rajada e mede intensidade e tempo.
Verificação de repetição	Os investigadores monitorizam a mesma região do céu para confirmar se a FRB volta a disparar.
Seguimento de alta precisão	Instrumentos com melhor resolução refinam a posição até uma área muito pequena.
Imagens em óptico/infravermelho	Telescópios tradicionais registam as galáxias presentes naquele ponto do céu.
Espectroscopia	A luz da galáxia candidata é analisada para medir distância e propriedades físicas.

Como a FRB 20240209A insistiu em repetir, os astrónomos puderam percorrer essa sequência com uma segurança pouco comum. Cada nova rajada funcionou como mais uma tentativa de triangulação cósmica, reduzindo gradualmente a incerteza até chegar ao hospedeiro.

O que isso muda para a astrofísica

Encontrar uma FRB dentro de uma galáxia quiescente levanta questões sobre os ciclos de vida de objectos extremos. Se magnetars ou sistemas com buracos negros conseguem persistir - ou reacender - em ambientes tão antigos, então os modelos de evolução desses sistemas ao longo de bilhões de anos podem precisar de ajustes.

Ao mesmo tempo, cresce a visão de que FRBs são ferramentas científicas, não apenas curiosidades. À medida que as ondas de rádio atravessam o espaço, elas interagem com nuvens de plasma entre galáxias. Essa passagem deixa uma assinatura mensurável chamada dispersão, que revela quanta matéria o sinal encontrou no caminho.

As FRBs funcionam como flashes que atravessam o “nevoeiro” cósmico, ajudando a expor a matéria escondida entre as galáxias.

Ao reunir muitas FRBs em diferentes distâncias, é possível construir um mapa dos chamados “bárions ausentes” - matéria comum que, segundo a teoria, deveria estar lá, mas é difícil de observar directamente. Sinais vindos de ambientes inesperados, como galáxias quiescentes antigas, ampliam a variedade de “linhas de visão” pelo Universo, tornando esses mapas mais completos e mais precisos.

Conceitos-chave por trás do enigma

Para quem não está habituado ao vocabulário, alguns termos ajudam a acompanhar o debate:

• Rajada Rápida de Rádio (FRB): clarão breve de ondas de rádio que chega de muito além da nossa galáxia. Duração: milissegundos ou menos.
• Magnetar: tipo de estrela de neutrões com campo magnético extremo. Pode libertar enormes quantidades de energia quando a crosta sofre rupturas ou quando o campo se reorganiza.
• Galáxia quiescente: galáxia em que a formação de estrelas diminuiu até quase parar. As estrelas são, em grande parte, antigas e estáveis.
• Ano-luz: distância que a luz percorre em um ano, cerca de 9,46 trilhões de quilómetros.

Uma forma de imaginar a FRB 20240209A é como um farol num litoral há muito abandonado: o porto está quieto e os estaleiros fecharam, mas ainda assim a luz continua a varrer o mar - sinal de que alguma maquinaria invisível segue activa dentro de uma estrutura antiga.

O que vem a seguir para os caçadores de FRBs

Com o início e a expansão de levantamentos nos próximos anos - incluindo as primeiras fases do Arranjo de Radiotelescópios do Quilômetro Quadrado (SKA) e novos instrumentos de rádio de grande campo - a expectativa é que os astrónomos passem a detectar milhares de FRBs. No meio dessa avalanche de sinais, a procura por mais casos semelhantes à FRB 20240209A será prioridade.

Se apenas poucas FRBs surgirem em galáxias quiescentes, este evento poderá ser uma raridade. Se aparecerem dezenas ou centenas, os modelos actuais sobre a origem das FRBs terão de passar por um teste duro. De qualquer forma, a lição deste pulso teimoso é inequívoca: o Universo continua a encontrar maneiras de surpreender até os especialistas.