Misteriosas 'rajadas de rádio rápidas' disparam ritmicamente pelo cosmos, de acordo com estudos

Um artista

Uma ilustração artística do rádio rápido estourou 180916.J0158 + 65, com base em observações reais usando o telescópio Gemini-North no topo de Mauna Kea no Havaí e o radiotelescópio Effelsberg de 100 metros na Alemanha. (Crédito da imagem: Danielle Futselaar / artsource.nl)

Pulsos misteriosos de ondas de rádio do espaço profundo podem disparar em padrões regulares, uma descoberta que pode ajudar a lançar luz sobre a causa dessas explosões intrigantes, concluiu um novo estudo.

As explosões rápidas de rádio, ou FRBs, são pulsos intensos de ondas de rádio que podem emitir mais energia em alguns milésimos de segundo do que o sol em quase um século. Os cientistas só descobriram FRBs em 2007, e muito permanece desconhecido sobre eles por causa de sua natureza breve.



Uma vez que rajadas de rádio rápidas são raras e brilhantes - são visíveis a partir de milhões ou até bilhões de anos-luz no espaço - os pesquisadores muitas vezes presumiram que vêm de eventos cataclísmicos, como chamas estelares ou estrelas de nêutrons em colisão. (Estrelas de nêutrons são cadáveres de estrelas que morreram em explosões catastróficas conhecidas como supernovas ; seu nome vem de como a gravidade desses remanescentes estelares é poderosa o suficiente para esmagar prótons junto com elétrons para formar nêutrons.)

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Uma imagem da rápida explosão de rádio

Uma imagem da galáxia hospedeira da rápida explosão de rádio, obtida com o telescópio Gemini-North em Mauna Kea, no Havaí. A posição da FRB no braço espiral da galáxia é marcada por um círculo verde.(Crédito da imagem: Observatório Gemini / NSF / NRAO / AURA)

O mistério das explosões rápidas de rádio aumentou quando os cientistas descobriram a primeira explosão rápida de rádio em 2016. Quando os astrônomos veem padrões repetidos em eventos celestes, eles costumam pensar que a rotação pode desempenhar um papel - por exemplo, uma estrela de nêutrons de rotação rápida conhecida como pressione , que emite ondas de rádio de seus pólos magnéticos, piscando como um farol da perspectiva da Terra. No entanto, as explosões de rádio no evento de 2016 apareceram esporadicamente, com temporização aleatória.

Agora, os pesquisadores descobriram pela primeira vez uma explosão rápida de rádio que gera um padrão regular de explosões. Eles detalharam suas descobertas na edição de 18 de junho da revista Nature.

Os cientistas analisaram a repetição do FRB 180916.J0158 + 65 usando o radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) em Okanagan Falls, Canadá. Eles haviam descoberto anteriormente que os pulsos de rádio desta fonte vinham de uma galáxia semelhante à Via Láctea chamada SDSS J015800.28 + 654253.0, que está localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz da Terra.

O radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) em Okanagan Falls, Canadá.

O radiotelescópio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) em Okanagan Falls, Canadá.(Crédito da imagem: Observatório Gemini / NSF / NRAO / AURA)

Os pesquisadores examinaram 38 rajadas detectadas de setembro de 2018 a fevereiro de 2020. Eles detectaram um ciclo que parecia se repetir a cada 16 dias. O FRB 180916.J0158 + 65 disparava rajadas por cerca de cinco dias, com a maioria das rajadas concentradas em um trecho de cerca de 14 horas, depois ficava dormente por cerca de 11 dias antes de iniciar o ciclo novamente.

'A escala de tempo dessas explosões é muito surpreendente', disse o co-autor do estudo Dongzi Li, astrofísico da Universidade de Toronto, ao Space.com. Os cientistas costumam sugerir que explosões rápidas de rádio vêm de estrelas de nêutrons, que geralmente giram muito rapidamente, e por isso esperavam que qualquer padrão visto nessas explosões envolveria pulsos separados por segundos ou menos. 'Uma periodicidade na escala de tempo de semanas só raramente era prevista em teorias propostas anteriormente', disse ela.

Embora os cientistas tenham atualmente mais de 50 modelos potenciais para as origens dos FRBs, até agora eles não detectaram nenhuma pista que restrinja as opções. Descobrir que esse FRB pode disparar pulsos em um padrão de 16 dias pode ajudar a limitar as escolhas.

Uma possível explicação para FRB 180916.J0158 + 65 é que esses pulsos vêm de uma estrela de nêutrons orbitando uma estrela massiva. As estrelas neste Sistema Binário completariam uma órbita em torno de si a cada 16 dias, e a Terra poderia ver pulsos da estrela de nêutrons durante os momentos em que a companheira estelar da estrela de nêutrons não a está obscurecendo, disseram os pesquisadores.

Outra possibilidade é o eixo de rotação de FRB 180916.J0158 + 65 oscilante, de modo que as direções de seus pólos variam no céu. Assim, as ondas de rádio emitidas por seus pólos podem ser detectadas apenas na Terra neste ciclo de 16 dias, observaram os cientistas.

Agora que os pesquisadores sabem quando o FRB 180916.J0158 + 65 está ativo, 'espero que haja muitas observações de acompanhamento que podem apontar para um cenário específico explicando sua atividade', disse Li.

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