Laser espacial e maser na linha de hidrogénio podem explicar o sinal Wow!

Um laser espacial extremamente potente pode estar por trás de um sinal enigmático que confunde astrónomos há quase 50 anos.

Não se trata de um “tiro de aviso” vindo de uma civilização alienígena. A explicação proposta aponta, em vez disso, para a combinação entre uma nuvem de hidrogénio e uma estrela de neutrões - o núcleo ultradenso que sobra de uma estrela massiva depois que uma supernova lança o seu material para o espaço.

Uma hipótese recente sugere que, nas condições certas, esse tipo de cenário conseguiria gerar um sinal muito parecido com o que surpreendeu o astrónomo Jerry Ehman em 15 de agosto de 1977, levando-o a escrever a palavra "Wow!" na impressão dos dados.

O estudo, disponível como pré-publicação no arXiv, ainda passa por revisões. Mesmo assim, o que já foi obtido se apoia em detecções recentes de sinais semelhantes - um indício de que a equipa liderada pelo astrobiólogo Abel Méndez, da Universidade de Porto Rico em Arecibo, pode estar no caminho certo.

O enigma do sinal Wow! desde 1977

O sinal original foi identificado por Ehman em registos do radiotelescópio Big Ear, da Universidade Estadual de Ohio. Ao todo, durou apenas 72 segundos e apareceu como um clarão de ondas de rádio extremamente intenso perto da linha de hidrogénio de 1420 MHz - a frequência emitida pelo hidrogénio quando ocorre uma mudança na orientação do seu spin.

Como o hidrogénio está espalhado por todo o Universo, alguns cientistas já levantaram a possibilidade de que essa frequência funcione como um “marco” fácil de reconhecer no espectro electromagnético - algo que extraterrestres tecnologicamente avançados poderiam escolher para anunciar a própria presença.

Se aquele pulso famoso fosse mesmo um “olá” distante, ele não trazia modulação que pudesse ser decodificada. O sinal Wow! não se deslocou, o que torna improvável que fosse um satélite próximo, e também nunca se repetiu do modo esperado para uma transmissão intencional - o que impediu tentativas de nova observação com tecnologia melhor. Além disso, muitos fenómenos naturais emitem rádio na faixa de 1420 MHz; portanto, embora não seja possível descartar alienígenas de forma definitiva, isso parece pouco provável.

Novas detecções no Arecibo REDS perto da Estrela de Teegarden

Com isso, a alternativa passa a ser encontrar uma explicação natural - exactamente o que Méndez e colegas vêm tentando fazer. Em particular, eles procuraram emissões breves de ondas de rádio de banda estreita, com frequência semelhante à do sinal Wow!, em dados arquivados do projecto Emissões de Rádio de Estrelas Anãs Vermelhas (REDS), do (hoje desactivado) Observatório de Arecibo.

"As nossas observações mais recentes, realizadas entre fevereiro e maio de 2020, revelaram sinais semelhantes de banda estreita perto da linha de hidrogénio, embora menos intensos do que o sinal Wow! original", explica Méndez.

A equipa encontrou quatro registos que mereciam análise mais profunda, detectados nas proximidades de uma pequena anã vermelha chamada Estrela de Teegarden, a apenas 12,5 anos-luz. Apesar de serem mais fracos do que o sinal Wow!, eram parecidos o suficiente para ajudar a esclarecer a origem do evento de 1977.

De acordo com a análise do grupo, os sinais associados à Estrela de Teegarden têm ligação com nuvens interestelares de hidrogénio frio. Isso sugere um mecanismo plausível para o sinal Wow!: um clarão intenso de radiação atravessando uma nuvem de hidrogénio frio, estimulando o gás a produzir um pulso forte de radiação muito próximo de 1420 MHz.

Como um maser do sinal Wow! na linha de hidrogénio poderia surgir

"O resultado final seria um laser de micro-ondas natural, astrofísico, ou maser, fornecendo uma concentração intensa de luz de banda estreita na linha de hidrogénio que pareceria com o sinal Wow! visto de longe."

Como anã vermelha, a Estrela de Teegarden dificilmente conseguiria gerar um clarão energético o bastante para produzir um lampejo tão forte quanto o sinal Wow! - mas outros objectos cósmicos poderiam cumprir esse papel.

Magnetars e repetidores suaves de raios gama como gatilho

Estrelas de neutrões com campos magnéticos extremamente poderosos, conhecidas como magnetars, podem entrar em erupção com clarões tão intensos que são detectáveis até mesmo a distâncias intergalácticas, e acredita-se que estejam por trás dos sinais misteriosos chamados rajadas rápidas de rádio.

Outra possibilidade seria um tipo de magnetar ou estrela de neutrões chamado repetidor suave de raios gama - uma classe de estrela que periodicamente emite radiação gama ou raios X. Em qualquer um dos casos, no modelo proposto, o pulso luminoso atravessa o hidrogénio e provoca uma emissão estimulada na banda do hidrogénio.

A explicação é elegante. Uma sequência tão específica de objectos e acontecimentos tende a ser naturalmente rara - e, mais raro ainda, ocorrer alinhada na nossa direcção. Assim, a hipótese não só justifica o sinal, como também ajuda a entender por que ele foi observado apenas uma única vez.

"A nossa hipótese explica todas as características observadas do sinal Wow!, introduz outra fonte de falsos positivos em buscas por tecnossinaturas e sugere que esse sinal representou o primeiro clarão de maser astronómico registado na linha de hidrogénio", escrevem os pesquisadores no rascunho do artigo.

"Continuaremos com o Arecibo Wow! explorando os nossos extensos conjuntos de observações do Arecibo REDS. Estudos futuros incorporarão dados arquivados do Observatório de Arecibo."

A pesquisa, que ainda não foi submetida a uma revista, está disponível no arXiv.