Pouco mais de uma década atrás, dois astrônomos descobriram explosões misteriosas de ondas de rádio que parecem ocorrer em todo o céu, muitas vezes superando todas as estrelas de uma galáxia. Desde então, o estudo dessas rajadas de rádio rápidas, ou FRBs, decolou e, embora ainda não saibamos exatamente o que são ou o que as causa, os cientistas estão agora se aproximando de algumas respostas.
Os FRBs foram detectados pela primeira vez em 2007 pelos astrônomos Duncan Lorimer e David Narkevic. Enquanto usavam o Parkes Observatory na Austrália, a dupla ficou chocada ao ver um flash incrivelmente brilhante de ondas de rádio vindas do espaço. Esse estranho evento foi chamado de estouro de Lorimer.
Desde então, cerca de 100 descobertas da FRB foram anunciadas. Fomos capazes de identificar a localização de algumas outras galáxias – nenhuma parece ocorrer dentro da Via Láctea -, bem como ver algumas ocorrendo em tempo real e até mesmo testemunhar FRBs que se repetem. Apesar de numerosas observações e muitos dados, ainda estamos perdidos para explicar exatamente o que são.
“Não é tão comum na astrofísica que há um fenômeno novo que realmente não entendemos e temos a oportunidade de aprender algo genuinamente novo”, disse o Dr. Jason Hessels, da Universidade de Amsterdã, na Holanda.
Telescópios de rádio
O Dr. Hessels coordenou um projeto chamado DRAGNET, que decorreu de 2014 a 2018 e procurou observar e estudar mais FRBs. Utilizou radiotelescópios em todo o mundo – incluindo o Low-Frequency Array, ou LOFAR telescope, na Holanda – para caçar estrelas exóticas e FRBs. Na época em que o projeto foi proposto em 2012, no entanto, as pessoas não estavam certas de que os FRBs eram reais.
No entanto, em 2015, o projeto fez um grande avanço. Descobriu que um FRB conhecido em outra galáxia – apelidado de FRB 121102 – estava se repetindo. Essa descoberta permitiu aos astrônomos descobrir de onde a FRB estava vindo – uma galáxia anã fraca a 3 bilhões de anos-luz da Terra. Nós encontramos uma segunda explosão repetida, mas até aquela primeira, todos os FRBs eram eventos únicos.
“Esse tem sido um grande tesouro de informações”, disse o Dr. Hessels, referindo-se à FRB 121102. “Detectamos centenas de explosões”.
Cada flash dura apenas um milissegundo, mas pode emitir mais energia do que 500 milhões de sóis. Como tal, FRB 121102 é claramente perceptível contra o pano de fundo de uma galáxia, especialmente um tão fraco quanto isso. Mesmo a uma distância tão grande, e tendo sido produzido antes que a vida multicelular na Terra começasse, o flash é intenso o suficiente para medirmos hoje.
Quando os FRBs foram descobertos, pensava-se que eles poderiam ser causados ??por eventos cataclísmicos, como estrelas de nêutrons – os núcleos remanescentes de estrelas gigantes colapsadas – ou buracos negros se fundindo. O fato de que algumas FRBs repetem, no entanto, sugere que pode não ser o caso, embora possa haver vários tipos de FRB.
Estrela quakes
Nossa melhor explicação até agora é que eles são causados ??por magnetares, estrelas de nêutrons que possuem campos magnéticos incrivelmente fortes. Acredita-se que essas estrelas tenham energia suficiente para produzir os flashes associados a FRBs, experimentando “tremores de estrelas” enquanto o campo magnético rasga a crosta da estrela, liberando uma enorme quantidade de energia (embora os resultados recentes divulgados em 27 de junho sugiram um possível origem alternativa desconhecida para algumas FRBs).
“Essa energia liberada pode estar se acumulando em todo o material que envolve o magnetar, e isso causa um choque e pode acelerar as partículas que produzem ondas de rádio e uma explosão de rádio como observamos”, disse Hessels.
Para melhor responder a essa pergunta, o projeto MeerTRAP em andamento está tentando encontrar mais FRBs, o que pode nos aproximar de uma resposta. O projeto usa a matriz de radiotelescópio MeerKAT na África do Sul para procurar pulsos de ondas de rádio no céu. Durante as observações astronômicas padrão da matriz, a equipe do MeerTRAP pega carona a bordo para obter os dados – cerca de 10 gigabytes por segundo – para procurar FRBs.
“Nós apenas pegamos dados de onde eles escolheram apontar”, disse o Dr. Benjamin Stappers, da Universidade de Manchester, no Reino Unido, e coordenador do projeto para o MeerTRAP. “Não importa muito onde o telescópio está apontando, porque eles devem ser uniformes no céu.”
O projeto ainda não começou a procurar FRBs, mas planeja começar a fazê-lo em julho de 2019. A equipe do MeerTRAP espera encontrar entre dois e cinco FRBs por semana, com a possibilidade de procurar por FRBs que ocorrem apenas uma vez e repetindo , como os telescópios vão retornar para a mesma parte do céu em ocasiões regulares.
Origem
Todos esses dados devem nos ajudar a entender melhor a origem dos FRBs. “Uma maneira de descobrir qual é a causa delas é entender onde elas acontecem em uma galáxia e em que tipos de galáxias elas acontecem”, disse o Dr. Stappers.
Os astrônomos também querem descobrir quantos tipos de FRB existem. Até agora, sabemos que alguns deles se repetem e outros não, mas quantas repetições ainda são desconhecidas. Pode ser que esses dois tipos sejam formados de maneiras diferentes, portanto, encontrar mais deles poderia nos ajudar a responder melhor a essa pergunta.
“Há também a probabilidade de que FRBs também passem pelas regiões externas de outras galáxias que estão ao longo da linha de visão”, disse o Dr. Stappers. ‘Então você pode usá-los como uma lanterna e ver o que acontece com a luz que passa através dessas outras galáxias. Você pode aprender algo sobre a natureza dessas galáxias intervenientes.
O projeto MeerTRAP também estará procurando por estrelas de nêutrons de rápida rotação, chamadas de pulsares, para testar melhor nossas teorias da gravidade. Se um pulsar foi encontrado orbitando outra estrela ou até mesmo um buraco negro, a mudança em sua rotação poderia nos dizer mais sobre como a gravidade funciona no extremo da física.
É FRBs, no entanto, que estão ganhando as manchetes no momento. Com mais e mais descobertas no caminho, espera-se que tenhamos uma resposta em breve sobre alguns de seus mistérios.
“O campo está realmente explodindo”, disse o Dr. Hessels, observando que talvez tenhamos conhecimento de mais de mil pessoas até o final do ano. “Provavelmente nos próximos anos teremos uma boa idéia do que está causando isso.”
Publicado em 20/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-fast-radio-field-astronomy.html
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