Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Prof. Li Di e Dr. Wang Pei dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) capturou um episódio extremo de explosões cósmicas de rádio, as Fast Radio Burst (FRB) da fonte 121102, usando o Telescópio de rádio esférico de abertura de quinhentos metros (FAST). Um total de 1.652 rajadas independentes foram detectadas em 47 dias a partir de 29 de agosto de 2019 (UT).
É o maior conjunto de eventos FRB até agora, mais do que o número relatado em todas as outras publicações combinadas. Tal conjunto de burst permite a determinação, pela primeira vez, da energia característica e distribuição de energia de qualquer FRB, iluminando assim o motor central que alimenta os FRBs.
Esses resultados foram publicados na Nature em 13 de outubro de 2021.
Os FRBs foram detectados pela primeira vez em 2007. Essas explosões cósmicas podem ser tão curtas quanto um milésimo de segundo, enquanto produzem o equivalente a um ano da produção total de energia do Sol. A origem dos FRBs ainda é desconhecida. Embora até mesmo alienígenas tenham sido considerados em modelos para FRBs, as causas naturais são claramente favorecidas pelas observações. Os focos recentes incluem estrelas de nêutrons hipermagnetizadas exóticas, buracos negros e cordas cósmicas que sobraram do Big Bang.
Os cientistas descobriram que uma pequena fração dos FRBs se repetem. Este fenômeno facilita estudos de acompanhamento, incluindo localização e identificação de galáxias hospedeiras de FRBs.
O FRB 121102 é o primeiro repetidor conhecido e o primeiro FRB bem localizado. Os cientistas identificaram sua origem em uma galáxia anã. Além disso, este FRB está claramente associado a uma fonte de rádio persistente. Ambas as pistas são cruciais para resolver o mistério cósmico dos FRBs. O comportamento do FRB 121102 é difícil de prever e comumente descrito como “sazonal”.
Ao testar o backend FAST FRB durante a fase de comissionamento, a equipe notou que o FRB 121102 estava agindo com freqüentes pulsos brilhantes. Entre 29 de agosto e 29 de outubro de 2019, foram detectados 1.652 eventos de burst independentes em um total de 59,5 horas. Enquanto a cadência de burst variou durante a série, 122 bursts foram vistos durante a hora de pico, correspondendo à maior taxa de eventos já observada para qualquer FRB.
Essa cadência elevada facilita um estudo estatístico desses bursts de FRB. Os pesquisadores encontraram uma energia característica clara de E0 = 4,8 × 1037 erg, abaixo da qual a geração das rajadas se tornou menos eficiente. A distribuição de energia de burst pode ser adequadamente descrita como bimodal, ou seja, uma função log-normal para bursts E baixos e uma função de Lorentz para bursts E altos, implicando que pulsos FRB mais fracos podem ser estocásticos por natureza e os mais fortes envolvem uma razão entre dois quantidades independentes.
“A energia total deste conjunto de rajada já soma 3,8% do que está disponível em um magnetar e nenhuma periodicidade foi encontrada entre 1 ms e 1000 s, o que restringe severamente a possibilidade de que a FRB 121102 venha de um objeto compacto isolado, “disse o Dr. Wang.
Mais de seis novos FRBs foram descobertos por meio do Commensal Radio Astronomy FAST Survey, incluindo um novo repetidor semelhante ao 121102. “Como a maior antena do mundo, a sensibilidade da FAST prova ser propícia para revelar complexidades de transientes cósmicos, incluindo FRBs”, disse o Prof. LI.
Este projeto faz parte de uma colaboração de longa data desde a fase de comissionamento do telescópio FAST. As principais instituições parceiras incluem a Guizhou Normal University, a University of Nevada Las Vegas, a Cornell University, o Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie, a West Virginia University, o CSIRO, a University of California Berkeley e a Nanjing University.
Publicado em 14/10/2021 13h32
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