Rajadas de rádio rápidas acontecem a cada segundo no Universo, segundo estudos

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Quando rajadas de rádio rápidas, ou FRB (Fast Radio Bursts), foram detectadas pela primeira vez em 2001, os astrônomos nunca tinha visto nada parecido antes. Desde então, os astrônomos descobriram um par de dezenas de FRBs, mas eles ainda não sabem o que provoca essas explosões rápidas e poderosas de emissão de rádio.

Pela primeira vez, dois astrônomos do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) estimaram quantas FRBs devem ocorrer ao longo de todo o universo observável. O trabalho indica que pelo menos uma FRB acontece em algum lugar a cada segundo.

“Se estamos certos sobre uma alta taxa de FRBs acontecendo em determinado momento, você pode imaginar que o céu está cheio de flashes como fotos paparazzi quando veem uma celebridade”, disse Anastasia Fialkov do CfA, que liderou o estudo. “Em vez da luz, que podemos ver com nossos olhos, estes flashes vêm em ondas de rádio.”

Para fazer sua estimativa, Fialkov e o co-autor do trabalho, Avi Loeb assumiram que a FRB 121.102, uma explosão de rádio rápida localizada em uma galáxia a cerca de 3 bilhões de anos luz de distância, é representativa para todos as FRBs. Como esta FRB produziu rajadas repetidas desde a sua descoberta em 2002, astrônomos foram capazes de estudá-la com muito mais detalhe do que outras FRBs. Usando essa informação, eles puderam associar que existiriam muitas FRBs por todo o céu.

“No tempo que você leva para beber uma xícara de café, centenas de FRBs acontecem em algum lugar no Universo”, disse Avi Loeb. “Se podemos estudar até mesmo uma fração delas o suficiente, devemos ser capazes de desvendar sua origem.”

Enquanto sua natureza exata ainda é desconhecida, a maioria dos cientistas acredita que as FRBs tem origem em galáxias a bilhões de anos-luz de distância. Uma ideia principal é que as FRBs são os subprodutos de estrelas de nêutrons jovens, que giram rapidamente e que possuem campos magnéticos extraordinariamente fortes.

Fialkov e Loeb salientam que as SBRF podem ser usadas para estudar a estrutura e evolução do Universo mesmo se a sua origem seja ou não totalmente compreendida. Uma grande população de FRBs distantes poderia atuar como sondas de material através das distâncias gigantescas. Este material intervem no sinal da radiação cósmica de fundo (CMB), os vestígios do Big Bang. Um estudo cuidadoso deste material deve dar uma melhor compreensão dos constituintes cósmicos básicos, tais como as quantidades relativas de matéria comum, matéria escura e energia escura, que afetam a rapidez com que o universo está se expandindo.

FRBs também podem ser usadas para traçar o que quebrou o “nevoeiro” de átomos de hidrogênio que invadiu o universo e espalhou elétrons e prótons livres, quando a temperatura se arrefeceu após o big bang. Pensa-se geralmente que a radiação ultravioleta (UV) das primeiras estrelas ionizou o gás hidrogênio, limpou o nevoeiro e permitiu que esta luz UV escapasse. Estudos de FRBs muito distantes permitirão aos cientistas estudar onde, quando e como esse processo de “reionização” ocorreu.

“FRBs são como lanternas incrivelmente poderosas que achamos que podem penetrar estes nevoeiro e serem vistas através de grandes distâncias”, disse Fialkov. “Isso pode nos permitem estudar o “amanhecer” do universo de uma maneira nova.”

Os autores também examinaram quão bem sucedidos os novos radiotelescópios são –  tanto aqueles já em operação e as planejadas para o futuro – em descobrir um grande número de FRBs. Por exemplo, o Square Kilometre Array (SKA) que está sendo desenvolvido, será um poderoso instrumento para a detecção de FRBs. O novo estudo sugere que o SKA pode ser capaz de detectar mais de uma FRB por minuto, originadas a partir do momento em que a reionização ocorreu.

OCanadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), que recentemente começou a operar, será também uma máquina poderosa para detectar FRBs, embora a sua capacidade para detectar as rajadas dependerá do seu espectro, ou seja, a intensidade das ondas de rádio depende do comprimento de onda.

O artigo de Fialkov e Loeb que descreve estes resultados foi publicado em 10 de setembro de 2017 questão da Astrophysical Journal Letters, e está disponível online.

Referência: Anastasia Fialkov et al. A Fast Radio Burst Occurs Every Second throughout the Observable Universe, The Astrophysical Journal (2017). DOI: 10.3847/2041-8213/aa8905 , https://arxiv.org/abs/1706.06582 

Artigo original: https://phys.org/news/2017-09-fast-radio.html

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