Assim como as Ondas Gravitacionais (GWs) e as Explosões de Raios Gama (GRBs), as Explosões Rápidas de Rádio (FRBs) são um dos fenômenos astronômicos mais poderosos e misteriosos da atualidade. Esses eventos transitórios consistem em rajadas que liberam mais energia em um milissegundo do que o Sol faz em três dias. Enquanto a maioria das rajadas duram meros milissegundos, houve casos raros em que FRBs foram encontrados se repetindo. Embora os astrônomos ainda não tenham certeza do que as causa e as opiniões variem, observatórios dedicados e colaborações internacionais aumentaram drasticamente o número de aumentos estáveis.
Um dos principais observatórios é o Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), um radiotelescópio de última geração localizado no Dominion Radio Astrophysical Observatory (DRAO) em British Columbia, Canadá. Graças ao seu amplo campo de visão e ampla cobertura telescópica de frequência, este é uma ferramenta invisível para detectar FRBs (mais de 1000 fontes até o momento!) Usando um novo tipo de algoritmo, a Colaboração CHIME/FRB encontrou evidências de 25 novos FRBs repetidos em dados CHIME que foram detectados entre 2019 e 2021.
A Colaboração CHIME/FRB compreende astrônomos e astrofísicos do Canadá, Estados Unidos, Austrália, Tawain e Índia. Suas instituições parceiras incluem o DRAO, o Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics (DI), o Perimeter Institute for Theoretical Physics, o Canadian Institute para Astrofísica Teórica (CITA), Instituto Anton Pannekoek de Astronomia, Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), Instituto de Astronomia e Astrofísica, Centro Nacional de Radioastrofísica (NCRA) e Instituto Tata de Pesquisa Fundamental (TIFR) , e várias universidades e institutos.
Apesar de sua natureza misteriosa, os FRBs são onipresentes e as melhores estimativas indicam que os eventos chegam à Terra cerca de mil vezes por dia em todo o céu. Nenhuma das teorias ou modelos propostos até agora pode explicar completamente todas as propriedades das explosões ou das fontes Embora se acredite que alguns sejam causados por estrelas de nêutrons e buracos negros (atribuíveis à alta densidade de energia de seus arredores), outros continuam a desafiar a classificação. Por causa disso, outras teorias persistem, variando de pulsares e magnetares a GRBs e extracomterresicação.
O CHIME foi originalmente projetado para medir a história da expansão do Universo através da detecção de hidrogênio neutro. Cerca de 370.000 anos após o Big Bang, o Universo foi permeado por esse gás, e as únicas fotos eram ou a radiação relíquia do Big Bang – o Cosmic Microwave Background (CMB) – ou aquela liberada por átomos de hidrogênio neutros. Por esta razão, astrônomos e cosmólogos se referem a este período como a “Idade das Trevas”, que terminou cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang, quando as primeiras estrelas e galáxias começaram Reionizando o hidrogênio neutro (a Era da Reionização).
Especificamente, o CHIME foi projetado para detectar o comprimento de onda da luz que o hidrogênio neutro absorve e emite, conhecido como linha de hidrogênio de 21 centímetros. Dessa forma, os astrônomos poderiam medir a velocidade com que o Universo estava se expandindo durante a “Idade das Trevas” e fazer comparações com eras que são observáveis. No entanto, o CHIME provou ser ideal para estudar FRBs, graças ao seu amplo campo de visão e à faixa de frequências que cobre (400 a 800 MHz). Este é o objetivo do CHIME/ FRB Colaboração, que é detectar e caracterizar FRBs e rastreá-los de volta às suas fontes.
Como o pesquisador de pós-doutorado Dunlap e principal autor Ziggy Pleunis disse ao Universe Today, cada FRB é descrito por sua posição no céu e uma quantidade conhecida como Medida de Dispersão (DM). interações com o material enquanto ele viaja pelo espaço. Em um artigo divulgado em agosto de 2021, a Colaboração CHIME/FRB apresentou o primeiro catálogo de grande amostra de FRBs contendo 536 eventos detectados pelo CHIME entre 2018 e 2019, incluindo a repetição de 61 fontes de rajadas anteriores.
Para este estudo mais recente, Pleunis e seus colegas contaram com um novo algoritmo de agrupamento que procura vários eventos co-localizados no céu com DMs semelhantes. sobre o projeto do telescópio que está sendo usado”, disse Pleunis. “O algoritmo de agrupamento considera todas as rajadas de rádio rápidas que o telescópio CHIME detectou e procura por aglomerados de FRBs que tenham posições consistentes no céu e medidas de dispersão dentro das incertezas de medição. verifica se as rajadas em um cluster estão realmente vindo da mesma fonte.”
Das mais de 1.000 FRBs detectadas até o momento, apenas 29 foram identificadas como repetitivas na natureza. Além disso, praticamente todas as FRBs repetidas se repetiam de maneira irregular. A única exceção é a FRB 180915, descoberta por pesquisadores do CHIME em e 2 relatadas em 2020) e pulsos a cada 16,35 dias. Com a ajuda desse novo algoritmo, a colaboração CHIME/FRB detectou 25 novas fontes repetidas, quase dobrando o número disponível para estudo. Além disso, a equipe observou alguns recursos muito interessantes que fornecem insight sobre suas causas e características. Como Pleunis acrescentou:
“Quando contamos cuidadosamente todas as nossas rajadas rápidas de rádio e as fontes que se repetem, descobrimos que apenas cerca de 2,6% de todas as rajadas rápidas de rádio que descobrimos se repetem. Para muitas das novas fontes, detectamos apenas algumas rajadas, o que torna as fontes bastante inativo, quase tão inativo quanto as fontes que vimos apenas uma vez.
“Portanto, não podemos descartar que as fontes para as quais vimos até agora apenas uma rajada, acabarão mostrando rajadas repetidas também. É possível que todas as fontes de rajada rápida de rádio eventualmente se repitam, mas muitas fontes não são muito ativas. Qualquer explicação para rajadas rápidas de rádio deve ser capaz de explicar por que algumas fontes são hiperativas enquanto outras são silenciosas.”
Essas descobertas podem ajudar a informar pesquisas futuras, que se beneficiarão de radiotelescópios de última geração que entrarão em operação nos próximos anos, incluindo o Square Kilometer Array Observatory (SKAO), que deverá receber sua primeira luz até 2027. Localizado em Austrália, este telescópio de 128 antenas será fundido com o arranjo MeerKAT na África do Sul para criar o maior radiotelescópio do mundo. Enquanto isso, a taxa prodigiosa na qual novos FRBs estão sendo detectados (incluindo eventos repetidos) pode significar que o rádio ers pode ast estar perto de um avanço!
Publicado em 09/02/2023 19h49
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