Estranha rajada de rádio vinda do espaço levanta novas questões

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Astrônomos encontraram apenas o segundo exemplo de uma Rajada Rápida de Rádio (de sigla em inglês, FRB) altamente ativa e repetitiva com uma fonte compacta de emissão de rádio mais fraca, mas persistente entre as rajadas.

A descoberta levanta novas questões sobre a natureza desses objetos misteriosos e também sobre sua utilidade como ferramentas para estudar a natureza do espaço intergaláctico. Os cientistas usaram o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation e outros telescópios para estudar o objeto, descoberto pela primeira vez em 2019.

O objeto, chamado FRB 190520, foi encontrado pelo radiotelescópio esférico de abertura de quinhentos metros (FAST) na China. Uma explosão do objeto ocorreu em 20 de maio de 2019 e foi encontrada nos dados desse telescópio em novembro daquele ano. Observações de acompanhamento com o FAST mostraram que, ao contrário de muitas outras FRBs, ela emite rajadas frequentes e repetidas de ondas de rádio.

Observações com o VLA em 2020 identificaram a localização do objeto, e isso permitiu observações de luz visível com o telescópio Subaru no Havaí para mostrar que está nos arredores de uma galáxia anã a quase 3 bilhões de anos-luz da Terra. As observações do VLA também descobriram que o objeto emite constantemente ondas de rádio mais fracas entre as rajadas.

Casey Law, da Caltech, disse:

“Essas características fazem com que este se pareça muito com a primeira FRB, cuja posição foi determinada – também pelo VLA – em 2016.”

Esse desenvolvimento foi um grande avanço, fornecendo as primeiras informações sobre o ambiente e a distância de uma FRB. No entanto, sua combinação de rajadas repetidas e emissão de rádio persistente entre rajadas, provenientes de uma região compacta, colocou o objeto de 2016, chamado FRB 121102, à parte de todos as outras FRBs conhecidas até agora.

Law, que faz parte de uma equipe internacional de astrônomos que relatam suas descobertas na revista Nature, disse:

“Agora temos dois como este, e isso levanta algumas questões importantes.”

As diferenças entre a FRB 190520 e a FRB 121102 e todas as outras reforçam a possibilidade sugerida anteriormente de que pode haver dois tipos diferentes de FRBs.

Kshitij Aggarwal, estudante de pós-graduação da West Virginia University (WVU), perguntou:

“Aquelas que repetem são diferentes daquelas que não repetem? E quanto à emissão de rádio persistente – isso é comum?”

Os astrônomos sugerem que pode haver dois mecanismos diferentes produzindo FRBs ou que os objetos que as produzem podem agir de maneira diferente em diferentes estágios de sua evolução. Os principais candidatos para as fontes de FRBs são as estrelas de nêutrons superdensas que sobraram depois que uma estrela massiva explodiu como uma supernova, ou estrelas de nêutrons com campos magnéticos ultra-fortes, chamados magnetares.

Uma característica da FRB 190520 questiona a utilidade das FRBs como ferramentas para estudar o material entre elas e a Terra. Os astrônomos geralmente analisam os efeitos do material interveniente nas ondas de rádio emitidas por objetos distantes para aprender sobre esse próprio material tênue. Um desses efeitos ocorre quando as ondas de rádio passam pelo espaço que contém elétrons livres. Nesse caso, as ondas de alta frequência viajam mais rapidamente do que as ondas de baixa frequência.

Esse efeito, chamado de dispersão, pode ser medido para determinar a densidade de elétrons no espaço entre o objeto e a Terra, ou, se a densidade de elétrons for conhecida ou presumida, fornecer uma estimativa aproximada da distância até o objeto. O efeito muitas vezes é usado para fazer estimativas de distância para pulsares.

Isso não funcionou para a FRB 190520. Uma medição independente da distância baseada no deslocamento Doppler da luz da galáxia causada pela expansão do Universo colocou a galáxia a quase 3 bilhões de anos-luz da Terra. No entanto, o sinal da explosão mostra uma quantidade de dispersão que normalmente indicaria uma distância de aproximadamente 8 a 9,5 bilhões de anos-luz.

Aggarwal disse:

“Isso significa que há muito material perto da FRB que confundiria qualquer tentativa de usá-la para medir o gás entre as galáxias. Se esse for o caso de outras, não podemos contar com o uso de FRBs como critérios cósmicos.”

Os astrônomos especularam que a FRB 190520 pode ser uma “recém-nascida”, ainda cercada por material denso ejetado pela explosão da supernova que deixou para trás a estrela de nêutrons. À medida que esse material eventualmente se dissipa, a dispersão dos sinais de explosão também diminuiria. No cenário “recém-nascida”, eles disseram, as rajadas repetidas também podem ser uma característica de FRBs mais jovens e diminuem com a idade.

Sarah Burke-Spolaor, da WVU, disse:

“O campo FRB está se movendo muito rápido agora e novas descobertas estão sendo lançadas mensalmente. No entanto, grandes questões ainda permanecem, e este objeto está nos dando pistas desafiadoras sobre essas questões.”

O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo cooperativo pela Associated Universities, Inc.

(Fonte)


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