Fonte misteriosa no espaço distante gera 1.652 rajadas rápidas de rádio em apenas 47 dias

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O círculo verde marca a origem da FRB 121102. Créditos: Rogelio Bernal Andreo / Deep Sky Colors.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Uma fonte de poderosos sinais de rádio do espaço distante aprofundou o mistério das  rajadas rápidas de rádio.

Uma análise de dados coletados na fonte de rajadas rápidas de rádio FRB121102 em 2019 contou 1.652 sinais sendo disparados em um período de apenas 47 dias.

Estabelecendo um recorde para a maior parte da atividade exibida por uma fonte de rajadas rápidas de rádio, as observações fornecem detalhes suficientes para realizar uma pesquisa completa de periodicidade – intervalos de tempo regulares entre rajadas semelhantes.

Nenhum sinal de periodicidade foi encontrado, o que, dizem os pesquisadores, apresenta desafios significativos para restringir a fonte a um objeto compacto giratório, como uma estrela morta altamente magnética, ou magnetar.

Isso sugere fortemente que pode haver mais de um mecanismo produzindo essas poderosas rajadas de radiação, e que temos um longo caminho a percorrer antes de descobrir tudo.

Desde sua descoberta em 2007, rajadas rápidas de rádio deixaram os astrônomos perplexos. Como o nome sugere, elas são rajadas de luz no espectro de rádio que brilham extremamente rápidas, com apenas alguns milissegundos de duração.

Das que podemos rastrear até uma fonte, a maioria tem origens em galáxias de milhões a bilhões de anos-luz de distância, mas são incrivelmente poderosas; dentro desses milissegundos, uma rajada rápida de rádio pode descarregar tanta energia quanto centenas de milhões de sóis.

Na maioria das vezes, as fontes de rajadas rápidas de rádio disparam uma vez e, então, tendemos a não ouvir mais delas, tornando-as impossíveis de prever e muito difíceis de rastrear. E não sabemos o que as causa, embora uma detecção recente bem aqui em nossa galáxia aponte fortemente para um tipo de estrela de nêutrons chamada magnetar.

Porém, um punhado de fontes de rajadas rápidas de rádio foram detectadas se repetindo, e essas podem ser uma das chaves que ajudam pelo menos parcialmente a resolver o mistério.

Destas, a primeira e mais prolífica é a FRB 121102. Sua repetição permitiu aos astrônomos rastreá-la até uma galáxia anã a 3 bilhões de anos-luz de distância, e é algo muito estranho. Além de ser incrivelmente ativa, sua atividade ocorre em um ciclo – 90 dias de atividade, depois 67 dias de silêncio.

Esta atividade abundante significa que temos sido capazes de capturar FRB 121102 no ato bastante vezes, mas as detecções feitas usando o Rádiotelescópio Esférico com 500 metros de Abertura (FAST) continuaram a impressionar.

Durante a fase de comissionamento do telescópio, entre 29 de agosto e 29 de outubro de 2019, ele coletou 1.652 rajadas individuais do objeto hiperativo, em um total de 59,5 horas.

A taxa de pico foi de 122 rajadas ao longo de uma hora – o nível mais alto de atividade que já vimos em uma fonte de rajadas rápidas de rádio.

Essa grande quantidade de detecções permitiu uma análise estatística da atividade da fonte. Os pesquisadores descobriram que as rajadas podem ser categorizadas em dois tipos diferentes, com as rajadas de energia mais alta e rajadas as de energia mais baixa exibindo propriedades distintas, com as mais fracas de natureza mais aleatória.

Os dados também permitiram a busca de periodicidade nas rajadas entre 1 milissegundo e 1.000 segundos. Dado que os magnetares têm taxas de rotação dentro deste período de tempo, se as rajadas foram causadas por um mecanismo na superfície da estrela, ele deveria ter aparecido periodicamente – pense em um farol giratório.

Nada disso, entretanto, foi encontrado nos dados. Isso significa que os magnetares podem não ser a única fonte de rajadas rápidas de rádio.

Os astrônomos já suspeitam disso; há uma variação significativa no padrão, força, duração, repetição e polarização de rajada (o que significa que elas podem ser emitidas por tipos muito diferentes de ambientes) entre as fontes.

Portanto, além de descobrir o mecanismo exato por trás das rajadas de magnetares, os cientistas definitivamente têm muito trabalho para descobrir o resto. Continuaremos a observar este espaço – e FRB 121102.

A pesquisa foi publicada na Nature.