Pela segunda vez na história, os astrônomos descobriram um rádio rápido (FRB) que se repete em um ciclo regular e previsível. Isso pode significar que – pelo menos em alguns casos – a imprevisibilidade selvagem de misteriosos FRBs no espaço profundo pode realmente ser um problema com nossos recursos de detecção.
O FRB 121102 já é famoso por ser o FRB mais ativo descoberto até agora, cuspindo repetidas explosões várias vezes desde sua descoberta em 2012. Acreditava-se que não havia rima ou razão para isso – mas a nova análise dessas explosões revelou um padrão.
De acordo com um estudo cuidadoso de novas observações e publicadas anteriormente, o FRB 121102 exibe atividade repetida de explosão por um período de cerca de 90 dias, antes de ficar quieta por cerca de 67 dias. Então, todo esse ciclo de 157 dias se repete novamente. Se essa análise estiver correta, a fonte deveria ter entrado em um novo ciclo de atividades por volta de 2 de junho deste mês.
É uma descoberta de cair o queixo e que poderia ajudar a descartar as causas propostas para esses sinais misteriosos. Mas, ao mesmo tempo, é uma demonstração muito clara de quão estranhos e difíceis de identificar esses sinais realmente são.
“Este é um resultado emocionante, pois é apenas o segundo sistema em que acreditamos ver essa modulação na atividade de explosão”, explicou o astrônomo Kaustubh Rajwade, da Universidade de Manchester.
“Detectar uma periodicidade fornece uma restrição importante sobre a origem das explosões e os ciclos de atividade podem argumentar contra uma estrela de nêutrons que está precessando”.
Os FRBs – uma das coisas mais fascinantes que o espaço lança para nós – são explosões de radiação extremamente energéticas no espectro de rádio que duram apenas alguns milissegundos. Nesse período, eles podem descarregar tanta energia quanto centenas de milhões de sóis.
A maioria desses flare ocorre apenas uma vez, aleatoriamente, e nunca os detectamos novamente. Isso os torna impossíveis de prever, embora os cientistas estejam melhorando o rastreamento dessas explosões pontuais para as galáxias domésticas.
Um número menor de fontes mostra atividade repetida. Essa atividade de repetição também foi considerada aleatória – até o início deste ano, quando uma fonte chamada FRB 180916 estava repetindo em um ciclo. Por quatro dias, ele explodia uma ou duas vezes por hora, antes de ficar quieto por 12 dias. Ao todo, seu ciclo é de 16,35 dias.
Isso, como você deve ter notado, é quase 10 vezes menor que o ciclo do FRB 121102. Porém, se assumirmos que as duas fontes são semelhantes e que a periodicidade está sendo causada pelo movimento orbital, esse alcance pode ser comparado a objetos conhecidos para restringir o que poderia estar causando elas.
“Se considerarmos agora também o movimento orbital como a causa da periodicidade observada na FRB 121102, a grande variedade nos períodos observados (16-160 dias) pode restringir os possíveis sistemas binários”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
“Os binários de raios X de alta massa são sistemas com uma estrela de nêutrons em uma órbita com uma estrela O / B maciça. Os HMXBs em nossa Galáxia e a Pequena Nuvem de Magalhães têm uma grande variedade de períodos orbitais, variando de dezenas a centenas de dias. Por outro lado, os binários em que a estrela doadora preenche o lóbulo de Roche do sistema [Lóbulo de Roche é a região do espaço ao redor de uma estrela em um sistema binário na qual material orbital é gravitacionalmente vinculado a essa estrela. Se a expansão estelar ultrapassa o seu lóbulo de Roche então, o material fora do lóbulo cairá na outra estrela.] têm períodos muito mais curtos (<10 dias) e é improvável que sejam possíveis progenitores".
Até agora, as possíveis explicações para esses sinais poderosos incluíram estrelas de nêutrons, buracos negros, pulsares com estrelas companheiras, pulsares implodentes, um tipo hipotético de estrela chamado blitzar, uma conexão com explosões de raios gama (que agora sabemos que podem ser causadas por estrelas de nêutrons em colisão), magnetares emitindo explosões gigantes e alienígenas (não são alienígenas).
A descoberta de um magnetar dentro da Via Láctea, que cuspiu uma explosão extremamente semelhante a FRB no final de abril, sugere fortemente que os magnetares são a fonte de algumas explosões rápidas de rádio. Mas há muita variação na categoria de rajadas rápidas de rádio – repetidores e não repetidores são apenas um exemplo – portanto, é possível que haja mais de uma fonte.
Também é possível que não possamos detectar todas as atividades de cada fonte de FRB – que todas se repitam, mas com força variável, com as rajadas mais fracas abaixo do nosso limite de detecção.
E agora, com a descoberta de um segundo repetidor regular, temos que considerar a possibilidade de que todos os repetidores sejam regulares – simplesmente não temos dados de observação suficientes para discernir os padrões. É um argumento poderoso a favor de dedicar muito mais tempo do telescópio a repetir rajadas rápidas de rádio.
“Esta emocionante descoberta destaca o quão pouco sabemos sobre a origem dos FRBs”, disse o físico e astrônomo Duncan Lorimer, da West Virginia University. “Mais observações de um número maior de FRBs serão necessárias para obter uma imagem mais clara sobre essas fontes periódicas e elucidar sua origem”.
Publicado em 12/06/2020 06h10
Artigo original:
Estudo original:
- https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/radio-burst-discovery-deepens-astrophysics-mystery-237427
- https://academic.oup.com/mnras/article/495/4/3551/5840547
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