Explosões de rádio rápidas, raramente observadas e extraordinariamente brilhantes, continuam emitindo sinais enigmáticos que desafiam as teorias atuais, impulsionando os astrofísicos a explorar novas direções em busca de suas origens. Algumas dessas explosões ocorrem mais de uma vez, atraindo os pesquisadores para novas investigações, enquanto a maioria delas nunca é detectada novamente. Um exame mais atento dessas maravilhas únicas está levando os astrofísicos a reconsiderar o que são e de onde se originam.
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A nova série de dados provém do Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment ou CHIME), um radiotelescópio que examina grandes áreas do céu, em vez de focar em pequenas regiões próximas a rajadas rápidas de rádio (FRBs) previamente detectadas. Em 2020, o CHIME identificou o primeiro FRB conhecido por se repetir de maneira distinta e previsível, em um ciclo de 16 dias. Atualmente, apenas 3% dos FRBs conhecidos emitem flashes mais de uma vez, com a maioria exibindo padrões imprevisíveis e erráticos.
Ayush Pandhi, estudante de graduação em astrofísica da Universidade de Toronto que liderou o novo estudo, destaca: “Esta foi a primeira análise dos outros 97%”. Pandhi e seus colegas analisaram os perfis de explosão dos FRBs, especificamente as orientações das ondas na chamada polarização. Dos 128 FRBs não repetitivos estudados, 118 tiveram informações de polarização coletadas, e destes, 89 atenderam aos critérios para serem considerados polarizados, triplicando o número total de fontes FRB conhecidas com propriedades de polarização. O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal.
A comparação dessas descobertas com estudos sobre polarização em FRBs repetidos levou a equipe a “reconsiderar o que pensamos que são os FRBs e ver como os FRBs repetidos e não repetidos podem ser diferentes”, afirma Pandhi. Acredita-se que capturar raios de luz polarizada diretamente de uma fonte indica a presença de campos magnéticos extremamente poderosos. Por outro lado, evidências de FRBs repetidos sugerem que a ausência de polarização pode estar relacionada à dispersão das emissões ao atravessar materiais ao redor da fonte.
“Esta é uma nova maneira de analisar os dados que temos sobre FRBs. Em vez de apenas observar o quão brilhante algo é, estamos também observando o ângulo das ondas eletromagnéticas vibrantes da luz”, explica Pandhi. “Isso nos dá informações adicionais sobre como e onde essa luz é produzida e por onde passou em sua jornada até nós ao longo de muitos milhões de anos-luz.”
Os resultados indicam que esta amostra de FRBs não repetitivos é bastante distinta dos FRBs repetidos e pode ter se originado em um ambiente menos extremo, com uma taxa de explosão mais baixa. Os pesquisadores também acreditam que a causa da polarização dos FRBs não repetitivos é “provavelmente intrínseca” à forma como essas breves e intensas explosões de ondas de rádio são geradas, ao contrário de qualquer fator que cause a dispersão em torno dos repetidores prolíficos.
Descobertos pela primeira vez em 2007, essa não é a primeira vez que sinais surpreendentes levam os astrofísicos a repensar sua compreensão dos FRBs, incluindo como e onde se formam. Em janeiro, os pesquisadores rastrearam a origem do FRB mais poderoso e que viajou mais longe até nós, até um grupo compacto de sete galáxias. Antes disso, pulsares e um tipo de estrela de nêutrons chamados magnetares eram os principais suspeitos, com suas emissões interagindo com os ventos turbulentos de plasma denso e magnetizado ejetado de estrelas próximas ou buracos negros.
As fontes, frequências e propriedades variadas dos FRBs conhecidos geraram 48 teorias e contagens separadas. Mesmo que após este novo estudo nossa compreensão dos FRBs permaneça um pouco nebulosa, pelo menos estamos ampliando nossa perspectiva sobre eles.
