Novo avanço permite que cientistas rastreiem rajadas rápidas de rádio em tempo real

0
160
O telescópio CHIME na Colúmbia Britânica. Crédito: CHIME.

Por Matt Williams
Publicado no Universe Today

Localizado no Vale Okanagan, nos arredores de Penticton, Colúmbia Britânica, Canadá, há um enorme observatório de rádio dedicado à observação de fenômenos de rádio cósmicos.

Chama-se Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio, na tradução livre, ou CHIME, na sigla em inglês), um radiotelescópio parabólico cilíndrico que se parece com o que os skatistas chamariam de “half-pipe”. Esta matriz faz parte do Observatório Federal de Radioastrofísica (DRAO), supervisionado pelo Conselho Nacional de Pesquisa (NRC, na sigla em inglês).

Originalmente, o observatório servia para detectar ondas de rádio do gás hidrogênio neutro no início do Universo. Hoje, é usado para outros objetivos, como detectar e estudar Rajadas Rápidas de Rádio (FRBs, na sigla me inglês).

Desde que se tornou operacional, os cientistas do CHIME estão ocupados classificando terabytes de dados para identificar sinais, muitas vezes encontrando vários em um único dia. Para ajudar com toda essa mineração de dados e coordenar os esforços do CHIME com outras instalações em todo o mundo, cientistas da Universidade McGill desenvolveram um novo sistema para compartilhar a enorme quantidade de dados gerados pelo CHIME.

A primeira FRB, o famoso Rajada Lorimer, foi detectado em 2007 pelo astrônomo da Universidade da Virgínia Ocidental (EUA) Duncan Lorimer e seus colegas usando o Radiotelescópio Parkes. Desde então, esses pulsos de rádio transitórios que geralmente duram meros milissegundos têm sido uma fonte de mistério e intriga para os astrônomos.

Antes do CHIME entrar em operação em 2018, os astrônomos detectaram apenas algumas dezenas de FRBs. Desde então, o CHIME foi responsável pela detecção de mais de mil sinais!

Apesar desse crescente catálogo de eventos, ainda há muito debate sobre o que os causa.

Parte do que torna o CHIME eficaz é que ele não depende de partes móveis e, em vez disso, depende da rotação da Terra para monitorar amplas faixas do céu do norte todos os dias.

Combinado com seu enorme campo de visão e alcance de cobertura de frequência, o CHIME é um instrumento quase ideal para encontrar e estudar FRBs. Mas ser tão adequado ao estudo de FRBs envolve muita responsabilidade e trabalho duro.

As observações diárias do CHIME podem render até um terabyte de dados brutos por dia, exigindo um pequeno exército de pesquisadores e muito poder de computação para analisá-lo em busca de sinais em potencial.

Além disso, como a maioria das FRBs dura apenas alguns milissegundos e não se repete, é muito desafiador para outros observatórios treinar seus instrumentos na fonte antes que ela desapareça. Mas com o novo sistema de compartilhamento de dados, detalhes importantes sobre cada FRB podem ser enviados para observatórios em todo o mundo em tempo real.

Este sistema é conhecido como CHIME/FRB VOEvent Service, que foi desenvolvido por cientistas da Universidade McGill (Montreal, Quebec, Canadá).

O sistema conta com a linguagem padronizada Virtual Observatory Event (VOEvent) usada desde 2006 para relatar eventos astronômicos transitórios como supernovas, microlentes gravitacionais e erupções de raios gama (GRBs, na sigla em inglês). Andrew Zwaniga, assistente de pesquisa do Departamento de Física da McGill, foi o principal desenvolvedor do serviço de compartilhamento de dados.

Como ele disse em um comunicado de imprensa da McGill Newsroom, o serviço CHIME/FRB permitirá que os astrônomos treinem seus instrumentos em fontes de FRBs e coletem mais pistas que ajudarão a desvendar o mistério das FRBs.

“O enorme volume de dados que o CHIME/FRB gera e o grande número de novas FRBs que detecta a cada dia é como uma mina de ouro para uma comunidade que está ansiosa para apontar todo tipo de telescópio que existe na próxima FRB”, disse ele.

O sistema está de acordo com um dos maiores recursos que os astrônomos têm hoje: compartilhamento de informações amplamente aprimorado entre instalações em todo o mundo. Também representa um passo fundamental para mobilizar os recursos da comunidade internacional de pesquisa para que os dados gerados pelo projeto CHIME/FRB possam ser totalmente explorados.

Também é consistente com o objetivo da equipe do projeto CHIME/FRB de tornar todos os dados do CHIME acessíveis ao público para que outros observatórios possam realizar estudos de acompanhamento com atrasos mínimos.

Emily Petroff, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Física da McGill, desempenhou um papel fundamental no refinamento do sistema de alerta antes de seu lançamento público. Como ela resumiu, a ajuda da comunidade internacional fará avançar consideravelmente a ciência do CHIME.

“Desde que o CHIME/FRB começou a operar em 2018, tem sido como beber de uma cachoeira em termos de quantidade de dados que chegam”, disse ela. “Nós simplesmente não podemos extrair toda a ciência disso; precisamos da ajuda do mundo”.

Os desenvolvedores do CHIME/FRB VOEvent Service enfatizam que qualquer pessoa com acesso a um telescópio que possa apontar para locais no norte poderá usar os alertas para fazer observações de acompanhamento das FRBs detectadas pelo CHIME.

“Preparamos tutoriais e documentação substancial para usuários novos e veteranos do VOEvents para começar rapidamente”, disse Zwaniga. “Estamos convidando comentários e perguntas sobre VOEvents da comunidade em nossa página do GitHub voltada para o público da comunidade CHIME/FRB“.