As Explosões rápidas de rádio (FRBs) são explosões cósmicas de milissegundos que produzem a energia equivalente à produção anual do sol. Mais de 15 anos após a descoberta dos pulsos de ondas de rádio eletromagnéticas no espaço profundo, sua natureza desconcertante continua a surpreender os cientistas e pesquisas recém-publicadas apenas aprofundam o mistério que os cerca.
Na edição de 21 de setembro da revista Nature, novas observações inesperadas de uma série de rajadas de rádio cósmicas rápidas por uma equipe internacional de cientistas – incluindo o astrofísico da UNLV Bing Zhang – desafiam a compreensão predominante da natureza física e do mecanismo central das FRBs.
As observações cósmicas das FRB foram feitas no final da primavera de 2021 usando o enorme Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos metros (FAST) na China. A equipe, liderada por Heng Xu, Kejia Lee, Subo Dong da Universidade de Pequim e Weiwei Zhu dos Observatórios Astronômicos Nacionais da China, juntamente com Zhang, detectou 1.863 rajadas em 82 horas ao longo de 54 dias a partir de uma fonte ativa de rádio rápida chamada FRB. 20201124A.
“Esta é a maior amostra de dados FRB com informações de polarização de uma única fonte”, disse Lee.
Observações recentes de uma rápida explosão de rádio da nossa Via Láctea sugerem que ela se originou de um magnetar, que é uma estrela de nêutrons densa do tamanho de uma cidade com um campo magnético incrivelmente poderoso. A origem de rajadas de rádio cosmológicas muito distantes, por outro lado, permanece desconhecida. E as últimas observações deixam os cientistas questionando o que eles achavam que sabiam sobre eles.
“Essas observações nos trouxeram de volta à prancheta”, disse Zhang, que também atua como diretor fundador do Nevada Center for Astrophysics da UNLV. “Está claro que os FRBs são mais misteriosos do que imaginávamos. Mais campanhas observacionais de vários comprimentos de onda são necessárias para desvendar ainda mais a natureza desses objetos”.
O que torna as últimas observações surpreendentes para os cientistas são as variações irregulares e de curta duração da chamada “medida de rotação de Faraday”, que é a força do campo magnético e a densidade de partículas nas proximidades da fonte de FRB. As variações subiram e desceram durante os primeiros 36 dias de observação e pararam repentinamente durante os últimos 18 dias antes da extinção da fonte.
“Eu equiparo isso a filmar um filme dos arredores de uma fonte FRB, e nosso filme revelou um ambiente magnetizado complexo, dinâmico e em evolução que nunca foi imaginado antes”, disse Zhang. “Tal ambiente não é esperado diretamente para um magnetar isolado. Algo mais pode estar nas proximidades do motor FRB, possivelmente um companheiro binário”, acrescentou Zhang.
Para observar a galáxia hospedeira da FRB, a equipe também fez uso dos telescópios Keck de 10 m localizados em Mauna Kea, no Havaí. Zhang diz que acredita-se que os jovens magnetares residam em regiões ativas de formação de estrelas de uma galáxia de formação de estrelas, mas a imagem óptica da galáxia hospedeira mostra que – inesperadamente – a galáxia hospedeira é uma galáxia espiral barrada rica em metal como a nossa Via Láctea. Mas a localização do FRB está em uma região onde não há atividade significativa de formação de estrelas.
“Esta localização é inconsistente com um motor central magnetar jovem formado durante uma explosão extrema, como uma longa explosão de raios gama ou uma supernova superluminosa, progenitores amplamente especulados de motores FRB ativos”, disse Dong.
O estudo, “Uma fonte de explosão de rádio rápida em um local magnetizado complexo em uma galáxia barrada”, foi publicado em 21 de setembro na revista Nature e inclui 74 coautores de 30 instituições. Além da UNLV, da Universidade de Pequim e dos Observatórios Astronômicos Nacionais da China, as instituições colaboradoras também incluem o Observatório da Montanha Roxa, a Universidade de Yunnan, a UC Berkeley, a Caltech, a Universidade de Princeton, a Universidade do Havaí e outras instituições da China, EUA, Austrália, Alemanha e Israel.
Publicado em 23/09/2022 12h50
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