A explosão de rádio rápida extragaláctica mais próxima detectada?

A galáxia no canto superior direito é M81. A inserção quadrada (canto superior esquerdo) mostra a extensão do gás hidrogênio ao redor desta galáxia. O oval vermelho indica a região de origem para a explosão rápida de rádio, “com uma probabilidade de 90%”, disseram os astrônomos. Dentro desta região, existem 4 entidades conhecidas que podem ter gerado as explosões: uma região de gás ionizado, uma fonte de raios-X, um aglomerado globular e uma fonte de rádio. Imagem via DSS / M. Bhardwaj et al.

Os astrônomos descobriram os sinais misteriosos conhecidos como rajadas de rádio rápidas (FRBs) recentemente em 2007. As rajadas são curtas e fortes – em média apenas 0,001 de um segundo de duração – mas com tanta energia naquele milissegundo quanto nosso sol em três dias. No entanto, rajadas rápidas de rádio não são incomuns. Os astrônomos acreditam que cerca de 1.000 deles chegam à Terra a cada dia. Ainda não sabemos o que os causa, mas as ideias continuam sendo descartadas ou fortalecidas à medida que novas pesquisas surgem.

Em 1 de abril de 2021, astrônomos relataram a descoberta de uma explosão rápida de rádio repetindo-se três vezes (que mediram) durante 2020: uma explosão em janeiro, uma em julho e uma em novembro, todas do mesmo local no céu. Não apenas essas explosões vieram do mesmo ponto, mas os astrônomos mediram esse ponto perto de nós, cosmicamente falando, na região do espaço perto da grande galáxia espiral M81, que está a menos de 12 milhões de anos-luz de distância. Encontrar FRBs próximos é extremamente útil em pesquisas de sua origem ainda desconhecida. Esta descoberta torna este FRB possivelmente o extragalático mais próximo encontrado até agora!

Os astrônomos publicaram seus resultados na revista Astrophysical Journal Letters em 1 de abril de 2021. Mohit Bhardwaj, da Universidade McGill, é o principal autor do artigo. Ele disse à EarthSky:

Essa FRB está praticamente no nosso quintal! Podemos estudar a fonte FRB em grande detalhe em vários comprimentos de onda. Portanto, mostra uma grande promessa no teste de diferentes modelos de progenitores.

Também existe a chance de que a FRB tenha vindo de ainda mais perto, da periferia da nossa Via Láctea (uma delas foi detectada em abril de 2020). A maneira de medir a distância que eles estão é ver o quanto o sinal está espalhado. Quanto mais longe de nós o sinal chega, mais interação ele teve com os elétrons ao longo do caminho, o que faz com que ele se espalhe. Por outro lado, quanto menos manchado estiver – ou seja, quanto mais nítido for o pico do sinal – mais próximo ele estará. Neste caso, o pico é excepcionalmente estreito e pode se originar em algum lugar entre a periferia de nossa galáxia e M81.

Quanto mais próxima a fonte de FRB, maior a possibilidade de zerar o que causa os FRBs. Assim, esta descoberta está bem equipada para ajudar nesta empreitada. O principal candidato atual para a origem de FRBs são os magnetares, o tipo de estrelas de nêutrons que abrigam campos magnéticos intensamente poderosos.

Bhardwaj acrescentou:

É importante notar que a fonte de FRB pode ser uma estrela de nêutrons solitária vagando nos confins do halo da Via Láctea. Nesse caso, a fonte FRB seria extremamente energética e, possivelmente, a estrela de nêutrons da Via Láctea mais distante já descoberta.

Os 3 sinais de rajada rápida de rádio foram detectados em janeiro, julho e novembro de 2020 no mesmo ponto no céu. Este diagrama mostra a intensidade de cada pico. O fato de serem bastante estreitos (pontiagudos, em vez de arredondados) indica que se originam de um local próximo a nós. As faixas brancas são regiões onde fontes artificiais interferiram nos dados e tiveram que ser removidas. Imagem via M. Bhardwaj et al.

Os astrônomos identificaram a vizinhança da galáxia espiral M81 (ou seja, próxima em termos astronômicos, a 12 milhões de anos-luz de nós) como o hospedeiro mais provável, no entanto. Embora M81 seja um pouco diferente de outras galáxias onde FRBs foram encontrados – por exemplo, a região do FRB está mais longe da galáxia do que o esperado – a região onde o FRB parece se originar abriga pelo menos quatro objetos conhecidos. São eles: uma região de gás ionizado (uma região H II), um aglomerado globular, uma fonte de raios-X e uma fonte de rádio. Existem razões para cada um deles ser uma possível fonte de FRB repetido, e os astrônomos estão solicitando observações de acompanhamento para aprender mais.

Bhardwaj explicou por que o local é especial:

Se o FRB estiver associado à M81, é surpreendente que ele esteja localizado nos arredores de M81. Não há outros FRBs repetitivos localizados que foram descobertos tão longe de sua galáxia hospedeira. Dito isso, é importante ter em mente que a origem dos FRBs ainda é um mistério, e estamos aprendendo mais sobre eles a cada nova localização.

As rápidas rajadas de rádio foram descobertas usando o radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) na Colúmbia Britânica, Canadá. Imagem via Andre Renard / Dunlap Institute.

Os astrônomos usaram o radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) para medir os FRBs. Este observatório é especialmente adequado para detecções de FRB e, em meados de 2020, o CHIME havia descoberto mais de 1000 FRBs. CHIME funciona bem como um instrumento de primeira descoberta. Posteriormente, outros instrumentos podem assumir a observação em vários comprimentos de onda para descobrir mais. Para este projeto, a equipe tem monitorado este FRB diariamente com CHIME e outros radiotelescópios grandes e mais sensíveis localizados nos EUA e na Europa. Eles agora estão trabalhando em vários programas de observação de acompanhamento para descobrir a fonte deste FRB.

Resumindo: os astrônomos detectaram um estouro de rádio rápido repetido (FRB), provavelmente originado de uma região próxima à galáxia espiral M81, o que o torna o FRB extragaláctico mais próximo até agora. A descoberta pode ajudar a lançar luz sobre as origens desconhecidas dos FRBs.


Publicado em 10/04/2021 13h53

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