Misteriosas explosões superpoderosas de ondas de rádio antes vistas apenas fora da galáxia foram detectadas pela primeira vez dentro da Via Láctea, descobriram novos estudos.
Além disso, os cientistas rastrearam essas explosões até um tipo raro de estrela morta conhecida como magnetar, os ímãs mais fortes do universo, pela primeira vez.
As explosões rápidas de rádio, ou FRBs, são pulsos intensos de ondas de rádio que podem liberar mais energia em alguns milésimos de segundo do que o sol em quase um século. Os cientistas só descobriram FRBs em 2007 e, como as explosões são tão rápidas, os astrofísicos ainda têm muitas dúvidas sobre eles e suas fontes.
Os cientistas têm dezenas de teorias sobre as causas das explosões rápidas de rádio, desde buracos negros em colisão até naves alienígenas. Muitas teorias sugerem que as explosões se originam de estrelas de nêutrons, que são corpos de estrelas que morreram em explosões catastróficas conhecidas como supernovas. (Seu nome vem de como a atração gravitacional desses remanescentes estelares é poderosa o suficiente para esmagar prótons junto com elétrons para formar nêutrons.)
Especificamente, pesquisas anteriores sugeriram que rajadas de rádio rápidas podem explodir de um tipo raro de estrela de nêutrons conhecido como magnetar. Os magnetares são os ímãs mais poderosos do cosmos – seus campos magnéticos podem ser até aproximadamente 5.000 trilhões de vezes mais poderosos do que os da Terra.
“Um magnetar é um tipo de estrela de nêutrons cujos campos magnéticos são tão fortes que comprimem os átomos em formas parecidas com lápis”, disse Christopher Bochenek, astrofísico do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena e principal autor de um dos novos estudos. Space.com.
Um flash na noite:
Os cientistas suspeitaram que os magnetares poderiam gerar rajadas de rádio rápidas porque trabalhos anteriores descobriram que os magnetares podiam explodir explosões gigantes de raios gama e raios-X. Essas chamas gigantes “têm uma duração muito curta, um pico forte que dura milissegundos, e é exatamente a duração dos FRBs”, Bing Zhang, astrofísico da Universidade de Nevada, Las Vegas e co-autor de um dos novos estudos, disse à Space.com. Como tal, os pesquisadores sugeriram que também poderiam produzir rajadas curtas e poderosas de ondas de rádio.
Nos novos estudos, os cientistas relataram que em 28 de abril, dois radiotelescópios – o Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) de três antenas de rádio na Califórnia e Utah, e o radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) em Okanagan Falls, Canadá – detectou uma explosão rápida de rádio apelidada de FRB 200428.
“Esta é a explosão de rádio mais luminosa já detectada em nossa própria galáxia”, disse Daniele Michille, astrofísica da CHIME e co-autora de um dos novos estudos, ao Space.com. Na fração de segundo em que esta rápida explosão de rádio disparou, foi 3.000 vezes mais brilhante do que qualquer outro sinal de rádio magnetar observado até agora, observaram os pesquisadores.
Ambas as matrizes localizaram o FRB na mesma área do céu. “Esta explosão foi tão brilhante que, em teoria, se você tivesse uma gravação dos dados brutos do receptor 4G LTE do seu celular, que detecta ondas de rádio, e se você soubesse o que estava procurando, poderia ter encontrado este sinal que veio da metade da galáxia em seus dados de telefone celular “, disse Bochanek.
Os cientistas identificaram a explosão de um magnetar conhecido como SGR 1935 + 2154, localizado a cerca de 30.000 anos-luz da Terra em direção ao centro da galáxia na constelação de Vulpecula. Este é o FRB conhecido mais próximo até hoje.
“Fomos capazes de determinar que a energia desta explosão é comparável às energias de explosões de rádio rápidas extragalácticas”, acrescentou Bochanek. “Em cerca de 1 milissegundo, o magnetar emitiu tanta energia em ondas de rádio quanto o sol em 30 segundos.”
Ao todo, “fomos capazes de determinar a taxa dessas explosões brilhantes de magnetares é consistente com a taxa conhecida de explosões rápidas de rádio extragalácticas”, disse Bochenek. “Esta descoberta, portanto, mostra que algumas, e talvez a maioria, rajadas rápidas de rádio de outras galáxias também se originam de magnetares.”
O mistério da Explosão Rápida em Ondas de Rádio:
Astrônomos liderados por Zhang compararam as observações com os dados coletados pelo Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros (FAST) na China e viram 29 explosões energéticas de raios gama desse magnetar, mas nenhum deles coincidiu com qualquer FRB visto do magnetar. A desconexão pode sugerir que as explosões de raios gama de magnetares que dão origem a FRBs são muito especiais de alguma forma, com a maioria não fazendo isso, disse Zhang. Outra possibilidade é que quaisquer FRBs gerados por essas explosões de raios gama sejam emitidos em feixes estreitos apontados para longe da Terra, observou ele.
Zhang observou que existem dois tipos de fontes de rajadas rápidas de rádio – aquelas que geram FRBs regularmente e as que produzem FRBs com menos frequência. Se ambos os tipos de fontes de explosão rápida de rádio forem encontrados entre os magnetares, isso sugere que podem existir dois tipos de magnetares: um é o tipo de magnetar encontrado na Via Láctea, que raramente gera FRBs, e o outro é mais ativo, e talvez consistindo em magnetares recém-nascidos girando rapidamente, disse Zhang.
Pesquisas futuras sobre FRBs podem apontar o mecanismo pelo qual magnetares ou outros corpos possíveis geram essas explosões, disse Zhang.
Uma possibilidade envolve o movimento aleatório de elétrons de alta energia, gerando ondas de rádio à medida que interagem com os campos magnéticos – buracos negros supermassivos, restos de supernovas e gás quente nas galáxias geralmente geram ondas de rádio dessa maneira. Outra explicação potencial, que Zhang favoreceu, envolve os elétrons conforme eles interagem em massa com os campos magnéticos, semelhante a como os eletrônicos na Terra geram ondas de rádio ao direcionar os elétrons através de um fio.
Bochenek, Michille, Zhang e seus colegas detalharam suas descobertas em três estudos publicados na edição de 5 de novembro da revista Nature.
Publicado em 05/11/2020 12h12
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