Astrônomos têm trabalhado para entender melhor os ambientes galácticos de rajadas rápidas de rádio (FRBs) – rajadas intensas e momentâneas de energia que ocorrem em meros milissegundos e com origens cósmicas desconhecidas.
Agora, um estudo do gás de formação de estrelas em movimento lento na mesma galáxia encontrado para hospedar uma FRB foi publicado no The Astrophysical Journal. Esta é apenas a quarta publicação em duas áreas completamente diferentes da astronomia descrevendo a mesma galáxia.
Ainda mais notável é o fato de que um único telescópio tornou possível a descoberta – a partir da mesma observação.
Mistérios do rádio rápido
Os FRBs, detectados pela primeira vez em 2007, são pulsos incrivelmente poderosos de ondas de rádio. Eles se originam de galáxias distantes e o sinal normalmente dura apenas alguns milissegundos.
Os FRBs são imensamente úteis para estudar o cosmos, desde investigar a matéria que compõe o universo, até mesmo usá-los para restringir a constante de Hubble – a medida de quanto o universo está se expandindo.
No entanto, a origem dos FRBs é um quebra-cabeça contínuo para os astrônomos. Alguns FRBs são conhecidos por repetir, às vezes mais de mil vezes. Outros foram detectados apenas uma vez.
Se esses sinais repetidos ou não repetidos se formaram de maneira diferente, está sendo investigado por vários grupos de pesquisa. A certa altura, tínhamos mais teorias sobre a rapidez com que as rajadas de rádio são feitas do que as detecções delas.
É um momento emocionante para estudar FRBs, conforme demonstrado pelo estudo recente que associa um FRB a uma onda gravitacional. Se essa descoberta for verdadeira, significa que pelo menos alguns FRBs podem ser criados por duas estrelas de nêutrons se fundindo para formar um buraco negro.
No entanto, é difícil identificar exatamente de onde vêm as rajadas rápidas de rádio. Eles são extremamente brilhantes, mas tão curtos que obter uma posição precisa é difícil para muitos radiotelescópios. Sem saber exatamente onde essas explosões se originam, não podemos estudar as galáxias em que elas são encontradas. E sem conhecer os ambientes em que os FRBs são formados, não podemos resolver totalmente seus mistérios.
Um telescópio na Austrália agora está nos ajudando a descobrir isso.
A ferramenta para o trabalho
O radiotelescópio ASKAP da CSIRO (Australian Square Kilometer Array Pathfinder), localizado no deserto da Austrália Ocidental, é um instrumento notável. Composto por um conjunto de 36 pratos separados por até seis quilômetros, o ASKAP pode detectar FRBs e localizá-los em suas galáxias hospedeiras.
O ASKAP pode, de fato, realizar sua pesquisa FRB ao mesmo tempo que observações para outras pesquisas científicas. Uma dessas pesquisas ASKAP mapeará o gás formador de estrelas nas galáxias do céu do sul, ajudando-nos a entender como as galáxias evoluem.
Durante uma observação recente para esta pesquisa, o ASKAP também detectou um novo FRB, e fomos capazes de identificar a galáxia de onde ele vem – uma galáxia espiral próxima muito parecida com a nossa própria Via Láctea.
Uma galáxia cheia de gás
A ASKAP conseguiu encontrar o gás hidrogênio frio e neutro – a fonte da formação estelar – nesta galáxia espiral. No que diz respeito às galáxias hospedeiras FRB, esta já é uma detecção rara deste gás; apenas três outros casos foram publicados até agora. Estes exigiram observações de acompanhamento ou se basearam em outras observações mais antigas, feitas com telescópios diferentes.
Aqui, o ASKAP nos deu o FRB e o gás que o cerca. É a primeira detecção simultânea dessas ocorrências raramente sobrepostas.
O gás perturbado que o ASKAP pode detectar pode nos dar uma indicação de que uma fusão galáctica aconteceu recentemente, o que nos fala sobre a história da formação estelar da galáxia. Por sua vez, isso nos dá pistas sobre o que pode causar FRBs.
Os estudos anteriores do gás ao redor dos FRBs descobriram que rajadas rápidas de rádio residem em sistemas muito dinâmicos, sugerindo que fusões galácticas tumultuadas desencadearam as rajadas.
Para este FRB em particular, no entanto, o ambiente da galáxia hospedeira é surpreendentemente mais calmo. Mais estudos serão necessários para descobrir se, em geral, vemos ambientes de gás perturbado para FRBs, ou se existem cenários distintos – e potencialmente múltiplos caminhos de criação – para FRBs.
Mais por vir
Dada a singularidade de tais detecções duplas, este resultado mostra a força e a versatilidade do ASKAP. Esta é a primeira detecção simultânea de um FRB e do gás em sua galáxia hospedeira.
E este é apenas o começo. O ASKAP está configurado para detectar e localizar mais de cem FRBs por ano. Ao continuar a trabalhar em colaboração uns com os outros, diferentes grupos de pesquisa serão capazes de desvendar os mistérios por trás dos FRBs, como eles se formam e seus ambientes de galáxias hospedeiras.
Publicado em 13/06/2023 00h27
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