Uma estrela de nêutrons rara, com campo magnético mais de um trilhão de vezes mais forte que o da Terra, pode ser a chave para confirmar um efeito quântico previsto há quase 90 anos por Werner Heisenberg. Astrônomos encontraram fortes evidências de “birrefringência do vácuo” — a capacidade do espaço aparentemente vazio de alterar o comportamento da luz — em observações do magnetar 1E 1547.0–5408.
O que é a birrefringência do vácuo
Em 1936, Heisenberg, um dos fundadores da mecânica quântica, sugeriu que mesmo um vácuo perfeito deveria estar cheio de “partículas virtuais” que surgem e desaparecem rapidamente. Na presença de um campo magnético extremamente forte, esse mar de partículas virtuais deveria desviar a luz de maneiras específicas, produzindo o efeito chamado de birrefringência do vácuo.
“Detectar birrefringência do vácuo exige um campo magnético mais de 100 milhões de vezes mais forte do que qualquer um que já fizemos na Terra”, explicou o doutor Marcus Lower, da Swinburne University of Technology. “Felizmente, a natureza nos deu os magnetares, que são os laboratórios cósmicos perfeitos para procurar esse efeito.”
Observações do magnetar 1E 1547
A equipe internacional, liderada por cientistas da Swinburne e da Rice University, combinou mais de 140 horas de observações coletadas entre março e abril de 2025. Foram usados o satélite IXPE, da NASA, que mede a polarização de raios X, o telescópio NICER, na Estação Espacial Internacional, e o radiotelescópio Murriyang, da CSIRO, na Austrália.
Ao rastrear como a direção das ondas de rádio emitidas pelo magnetar oscila (seu estado de polarização) enquanto a estrela gira, a equipe descobriu que os eixos magnético e de rotação da 1E 1547 estão quase alinhados e são vistos quase de frente, o que torna o objeto ideal para procurar o efeito quântico.
Os dois sinais reveladores
Os pesquisadores identificaram duas pistas de que a birrefringência do vácuo age ao redor do magnetar. Primeiro, os raios X produzidos pela estrela e captados pelo IXPE tinham níveis extremamente altos de polarização. Segundo, a direção dessa polarização estava travada ao campo magnético da 1E 1547 da mesma forma que as ondas de rádio.
“Por causa da força do campo magnético, as partículas virtuais de Heisenberg se alinham com a direção em que o campo aponta”, disse Lower. “Ao rastrear cuidadosamente a direção em que as ondas de rádio e os raios X oscilam enquanto o magnetar gira, a equipe descobriu que o alinhamento dos polos magnético e de rotação da 1E 1547 era ideal para detectar a birrefringência do vácuo.”
Evidência ainda precisa de confirmação
As simulações computacionais mostraram que reproduzir as medições de raios X e as restrições de rádio exige a presença da birrefringência do vácuo no ambiente do magnetar. No entanto, os pesquisadores não declararam a previsão de décadas como comprovada de forma conclusiva.
Se confirmada, a descoberta abre caminho para entender como as teorias da física quântica funcionam em um dos ambientes mais extremos do universo. Novas observações do IXPE e simulações aprimoradas podem separar o sinal quântico de outros processos. “Com esses dados futuros em mãos e nossas simulações atualizadas, podemos finalmente completar a busca iniciada por Heisenberg há quase 90 anos”, concluiu Lower.
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