Círculos misteriosos no espaço podem ser explosões de buracos negros.

Círculos surpreendentemente nítidos de ondas de rádio no espaço têm deixado os astrónomos intrigados desde a sua descoberta inesperada, em 2019. Agora, uma equipa analisou um destes objectos ao pormenor, na esperança de que revele pistas decisivas sobre a sua verdadeira natureza.

Sempre que um novo observatório entra em funcionamento, abre-se a possibilidade de identificar fenómenos totalmente inéditos no Universo - coisas que, até então, tinham passado despercebidas por limitações tecnológicas.

Foi exactamente isso que aconteceu em 2019, quando o primeiro levantamento-piloto do radiotelescópio ASKAP, da CSIRO, detectou várias estruturas estranhas, quase perfeitamente circulares, em frequências de rádio. Como manda a tradição na astronomia, receberam um nome descritivo e directo: círculos ímpares de rádio (ORCs).

Círculos ímpares de rádio (ORCs): estruturas gigantes que só aparecem no rádio

Estes objectos são enormes, brilhantes e de um formato circular inquietantemente regular. Observam-se com clareza em comprimentos de onda de rádio, mas não deixam rasto nas observações ópticas, no infravermelho ou em raios X. Até ao momento, existem apenas cerca de 10 candidatos conhecidos, e a origem dos ORCs continua por explicar.

ORC J0356-4216: observações com o ASKAP e o MeerKAT

No novo estudo, uma equipa liderada por investigadores da Universidade do Ruhr em Bochum, na Alemanha, concentrou-se num exemplo específico: ORC J0356-4216.

Para caracterizar o sinal, os cientistas recorreram ao ASKAP e ao radiotelescópio MeerKAT - este último foi, aliás, o instrumento que identificou originalmente o ORC em Outubro de 2023. A análise centrou-se nos comprimentos de onda emitidos e na polarização das ondas de rádio provenientes de J0356-4216.

Os astrónomos concluíram que o ORC não é apenas um anel isolado: é composto por dois anéis simétricos, com um diâmetro total de cerca de 2,18 milhões de anos-luz. A emissão apresenta uma polarização entre 20% e 30%, e o campo magnético parece estar orientado de forma tangencial ao longo dos anéis.

O papel da galáxia central e a hipótese de uma onda de choque

Tal como acontece com muitos outros ORCs, o ORC J0356-4216 está centrado numa galáxia - um facto que pode ser determinante para perceber como estas estruturas se formam.

Segundo os investigadores, a explicação mais plausível é que o anel (ou anéis) resulte de uma onda de choque associada a actividade passada nessa galáxia. Entre os cenários possíveis estão escoamentos de um surto intenso de formação estelar, uma colisão entre duas galáxias, ou um período em que o buraco negro supermassivo central aumentou drasticamente a sua actividade, manifestando-se como um núcleo galáctico activo (AGN).

De acordo com a equipa, no caso do ORC J0356–4216, a morfologia de “dois lóbulos” observada e as características de polarização ajustam-se mais naturalmente à interpretação de emissão residual de uma fase anterior de actividade do AGN, ou de escoamentos impulsionados por jactos.

Porque é tão importante a polarização nos ORCs

A polarização é uma das chaves para reconstruir a história destes objectos, porque funciona como um marcador indirecto da geometria e da intensidade do campo magnético. Quando a orientação do campo magnético se apresenta organizada - como sugere a configuração tangencial observada - isso pode indicar a presença de frentes de choque e processos energéticos capazes de “moldar” a emissão ao longo do tempo.

Além disso, o facto de os ORCs serem visíveis no rádio, mas não noutros comprimentos de onda, reforça a ideia de que estamos perante fenómenos dominados por partículas muito energéticas e campos magnéticos, detectáveis sobretudo através da radiação síncrotron típica em frequências de rádio.

Próximos passos: aumentar a amostra e testar os cenários de formação

Com apenas cerca de uma dezena de candidatos, a estatística ainda é curta para distinguir com segurança entre hipóteses concorrentes. Observações adicionais - incluindo cartografia mais profunda do céu em rádio e medições de polarização mais detalhadas - serão essenciais para perceber se os ORCs são uma fase comum na evolução das galáxias, um produto raro de interacções galácticas, ou um “eco” de episódios extremos associados a AGN.

A investigação ainda não foi revista por pares, mas está disponível como pré-publicação no servidor arXiv.