Uma medição inédita de um magnetar poderá ter captado o espaço vazio a comportar-se de uma forma que os físicos previam há 90 anos, mas que nunca tinham observado diretamente. Os resultados foram publicados na quarta-feira passada na revista Nature.
Os magnetares são uma classe especial de estrelas de neutrões com campos magnéticos ultrafortes, os mais fortes de qualquer objeto no Universo observável, cerca de um bilião de vezes mais fortes do que os ímanes mais potentes alguma vez construídos na Terra. Estas estrelas de neutrões supermagnéticas oferecem um vislumbre da física de ambientes intensos que não se encontram em mais nenhum outro lugar. Já as estrelas de neutrões são os núcleos remanescentes de estrelas massivas, formadas no final dos seus ciclos de vida, que possuem mais massa do que o Sol, condensadas até ao tamanho de uma cidade, tornando-as laboratórios naturais para o estudo da física extrema.
Os cientistas, utilizando o IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA, realizaram mais de 140 horas de observações do magnetar 1E 1547-5408, entre março e abril de 2025, em conjunto com o NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) da NASA e Murriyang, o radiotelescópio Parkes da CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), operado pela agência científica nacional da Austrália. Esta foi a primeira medição coordenada de polarização em rádio e raios X de um magnetar.
1E 1547-5408, que completa uma rotação a cada 2 segundos, é um magnetar único que emite consistentemente intensa energia rádio e raios X, por razões que os cientistas ainda estão a tentar compreender.
As observações revelaram que a polarização - ou seja, a orientação e o nível de alinhamento dos fotões recebidos - é quase três vezes superior à observada em fontes semelhantes. Este elevado nível de polarização foi surpreendente, uma vez que a geometria dos campos magnéticos do magnetar sugere que as medições que observamos deveriam ser próximas de zero em determinados pontos da estrela. Os modelos padrão de emissão superficial também não explicam este valor elevado, indicando que outro efeito deve estar a aumentar a polarização.
É aqui que entra a birrefringência do vácuo, uma teoria com 90 anos no domínio da eletrodinâmica quântica. Proposta pela primeira vez em 1936, a teoria sugere que o vácuo do espaço pode ser alterado por campos magnéticos extremos, muito superiores aos que os seres humanos conseguem criar na Terra. Nessas condições, o vácuo age como uma lente ou um prisma, filtrando a luz com base na direção em que esta se desloca, aumentando assim a sua polarização total. A capacidade da missão IXPE para medir a polarização dos raios X foi essencial para testar esta teoria.
As simulações realizadas pela equipa de investigação apoiam a possibilidade de a birrefringência do vácuo estar na origem do sinal distinto. Hoa Dinh Thi, investigadora de pós-doutoramento na Universidade Rice, em Houston, EUA, e coautora principal da publicação que destaca os resultados, afirmou: "O nosso modelo sugere que, para reproduzir as assinaturas de polarização de raios X observadas, satisfazendo simultaneamente as restrições estabelecidas pelas observações de rádio, é necessária a presença de birrefringência do vácuo no ambiente da estrela de neutrões. Esta descoberta ilustra como as estrelas de neutrões nos permitem testar a física fundamental em ambientes que não são replicáveis em laboratórios na Terra".
As medições de polarização de grande magnitude provenientes do magnetar fornecem um forte apoio à previsão teórica e podem constituir a primeira vez que este efeito foi observado diretamente em qualquer lugar.
"Este resultado destaca verdadeiramente o poder interdisciplinar do campo da astrofísica", afirmou Rachael Stewart, doutoranda na Universidade George Washington e autora principal do artigo científico publicado na revista Nature. "A informação que obtivemos ao observar este núcleo estelar distante também nos dá pistas sobre a natureza da estrutura da realidade tal como a conhecemos, e acho isso incrível".
Novas observações IXPE desta fonte e de outros magnetares irão confirmar este sinal e, potencialmente, revelar outros efeitos exóticos da eletrodinâmica quântica.
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (arXiv)
Quer saber mais?
Birrefringência do vácuo:
Wikipedia
Magnetar:
Wikipedia
Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland
IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer):
NASA
Wikipedia
NICER (Neutron Star Interior Composition ExploreR):
NASA
Wikipedia
Radiotelescópio Parkes:
CSIRO
Wikipedia |
