A descoberta pode ajudar os astrônomos a descobrir o que está causando as explosões curtas de rádio, as FRBs.
Os astrônomos estão começando a obter as informações em um dos fenômenos mais misteriosos do universo.
Pela segunda vez, os pesquisadores identificaram a localização de uma rápida explosão de rádio (FRB), uma explosão super breve que libera tanta energia em 1 milissegundo quanto o sol da Terra faz ao longo de quase um século.
A única explosão, previamente identificada, conhecida como FRB 121102, é uma “repetidora” rara, que se expandiu dezenas de vezes nos últimos anos. Mas a explosão recente é um membro da classe “one-off” muito mais comumente observada. Sua descoberta, que foi anunciada hoje (27 de junho) na revista Science, mostra que essas ferozes criaturas podem ser rastreadas e, potencialmente permitir que os astrônomos finalmente descubram o que as causa.
“Este é o grande avanço que o campo tem esperado desde que os astrônomos descobriram explosões rápidas de rádio em 2007”, disse o principal autor do estudo Keith Bannister, da Organização de Pesquisa Industrial e Científica da Commonwealth (CSIRO), em um comunicado. (CSIRO é a agência nacional de ciências da Austrália.)
Bannister e seus colegas descobriram o FRB usando o Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), uma rede de 36 radiotelescópios no Observatório de Radioastronomia de Murchison da CSIRO na Austrália Ocidental. Eles detectaram a explosão em 24 de setembro de 2018, o que explica seu nome – FRB 180924. (O repetidor FRB 121102 foi visto pela primeira vez em 2012, como você pode ter imaginado).
Isso foi emocionante o suficiente, já que a contagem total de FRBs conhecidos era de 85. (Apenas dois deles são repetitivos). Mas a equipe inovou ao rastrear sua descoberta até sua origem.
Os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica que reconheceu automaticamente FRB 180924 menos de 300 milissegundos após a explosão atingir as antenas do ASKAP. Essa velocidade era essencial, porque a equipe precisava acessar os dados que são sobrescritos a cada 3,1 segundos.
Os cientistas então mediram as pequenas diferenças na hora de chegada do FRB 180924 nos 36 pratos ASKAP até cerca de 1/100 de um nanossegundo. A comparação dessas diferenças permitiu-lhes determinar a fonte da explosão no céu com uma precisão de 0,00002 graus – equivalente à largura de um cabelo humano visto a 200 metros de distância.
Essa fonte encontra-se na periferia de uma grande galáxia chamada DES J214425.25 a 405400.81. Pouco se sabia sobre essa galáxia, então os pesquisadores a caracterizaram usando observações ópticas feitas pelo telescópio Keck II no Havaí e o telescópio Very Large Telescope e Gemini South, ambos no Chile.
A equipe do estudo determinou que o DES J214425.25-405400.81 fica a cerca de 3,6 bilhões de anos-luz da Terra. Além disso, a galáxia é cerca de 1.000 vezes mais massiva, e está formando estrelas muito menos ativas do que a anã que hospeda FRB 121102 (que fica a cerca de 3 bilhões de anos-luz da Terra).
E a FRB 121102 fica perto do centro de sua galáxia natal, a região onde um buraco negro supermassivo provavelmente se esconde.
Essas diferenças são importantes porque mostram que “os FRBs podem vir de uma enorme variedade de tipos de galáxias e ambientes”, disse Bannister ao Space.com por e-mail. “Eles não parecem precisar de condições muito especiais para ocorrer”.
A localização do FRB 180924 também oferece algumas pistas sobre os processos misteriosos que controlam os FRBs. Por exemplo, Bannister disse que os buracos negros supermassivos estão descartados para esta explosão em particular, dada sua considerável distância (13.000 anos-luz) do núcleo galáctico.
De fato, o novo estudo pode estimular uma repensação significativa da geração FRB, disseram os membros da equipe.
“O modelo mais confiável para explosões, construído para explicar o repetidor, sugere que eles são produzidos por jovens magnetares (estrelas de nêutrons altamente magnetizadas)”, disse o co-autor Ryan Shannon, da Swinburne University of Technology, em Melbourne.
“Esses magnetares são preferencialmente formados em minúsculas galáxias anãs, como a do hospedeiro FRB 121102”, acrescentou Shannon. “Ou o modelo precisa ser expandido para permitir que explosões sejam produzidas em uma diversidade de ambientes, ou existem dois mecanismos para produzir rajadas”.
(Há sempre a possibilidade de que FRBs sejam gerados por civilizações avançadas, é claro. Mas isso é um tiro no escuro, como as invocações alienígenas tendem a ser.)
Os modelos ficarão cada vez mais precisos à medida que mais e mais FRBs forem identificados usando os métodos desenvolvidos por Bannister e sua equipe. E há outras implicações empolgantes da descoberta também.
Por exemplo, a quantidade de gás nas FRBs é codificada nos sinais dos bursts, disse Bannister. A galáxia de origem do FRB 180924 tem relativamente pouco gás, de modo que a maior parte da informação codificada do burst foi, portanto, transmitida por gás no meio intergaláctico.
O gás que fica entre as galáxias é muito difícil de ser estudado porque não brilha – mas os astrônomos agora podem ter uma maneira viável de dar uma olhada nele.
“Nós demonstramos que é tecnicamente possível capturar explosões isoladas e que são sondas limpas de meio intergaláctico”, disse Shannon.
“O próximo passo é ver se outras explosões pontuais são como a FRB 180924 (originárias de galáxias massivas) ou se são mais parecidas com o primeiro repetidor”, acrescentou. “Acho que eles serão como 180924, e seremos capazes de abrir uma nova janela na teia cósmica quase invisível.”
Publicado em 28/06/2019
Artigo original: https://www.space.com/fast-radio-burst-origin-pinpointed.html
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