Por Lu Xiao
Um fenômeno astronômico chamado fast radio bursts (FRBs) tem recebido atenção especial, já que um novo telescópio conseguiu detectá-los com muito mais frequência do que era possível até agora.
Esses rápidos pulsos de sinais de rádio duram entre um e alguns milissegundos, mas em média eles podem liberar tanta energia quanto o nosso sol produz em três dias.
Os FRBs foram descobertos pela primeira vez em 2007, e os cientistas observaram o primeiro FRB em dados de 2001 arquivados. Desde então, muitos mais FRBs foram registrados, mas a maioria das detecções são únicas, e as hipóteses sobre sua origem variam de explosões em objetos astrofísicos exóticos a misteriosas mensagens de rádio alienígenas.
Hoje, os FRBs são um dos mistérios não resolvidos mais importantes da astronomia, mas o número de FRBs detectados disparou para mais de 500 eventos em apenas um ano, graças ao novo telescópio.
Na 238ª reunião da American Astronomical Society (AAS), os cientistas da colaboração Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) anunciaram o registro de 535 FRBs no total.
“Antes do CHIME, havia no total menos de 100 FRBs descobertos; agora, após um ano de observação, descobrimos centenas de outras ”, disse Kaitlyn Shin, uma estudante de pós-graduação no MIT e membro da colaboração CHIME / FRB , em um comunicado . “Com todas essas fontes, podemos começar a ter uma ideia de como são os FRBs como um todo, o que a astrofísica pode estar conduzindo esses eventos e como eles podem ser usados para estudar o Universo no futuro.”
Os FRBs são muito difíceis de detectar, pois sua duração é muito curta e sua localização é amplamente desconhecida. Para detectar um, geralmente você precisa apontar uma antena parabólica para o céu e esperar pela sorte.
O telescópio CHIME foi projetado para fazer exatamente isso. É composto por quatro enormes antenas de rádio cilíndricas que olham para o céu. O telescópio pode ver sinais de rádio do meio do céu todos os dias enquanto a Terra gira.
“O processamento digital de sinais é o que torna o CHIME capaz de reconstruir e ‘olhar’ em milhares de direções simultaneamente”, disse Kiyoshi Masui, professor associado de física do MIT, no comunicado. “Isso é o que nos ajuda a detectar FRBs com uma frequência mil vezes maior do que um telescópio tradicional.”
Com base no registro CHIME, a equipe calculou que FRBs brilhantes são produzidos a uma taxa de cerca de 800 por dia. Esta é a estimativa mais precisa da taxa FRB geral até o momento.
“Essa é a beleza deste campo: os FRBs são realmente difíceis de ver, mas não são incomuns”, acrescentou Masui. “Se nossos olhos pudessem ver flashes de rádio da mesma forma que vemos flashes de câmeras, nós os veríamos o tempo todo se apenas olhássemos para cima.”
Entre os 535 FRBs detectados, os cientistas identificaram 18 que estouraram repetidamente. Essas repetições também parecem diferentes das outras, pois cada burst dura um pouco mais e emite frequências de rádio mais concentradas do que outros FRBs, que não se repetem.
“Em alguns casos, leva milhares de horas de observações para detectar um único flash de alguns FRBs, enquanto outros foram repetidos ao longo de dezenas de horas”, disse Pragya Chawla, estudante de doutorado na Universidade McGill e membro do Colaboração CHIME / FRB, em um comunicado de imprensa . “Nossa amostra atual indica que existem diferenças significativas nas propriedades de repetições e não repetições, e estudos futuros nos permitirão determinar se os dois tipos de eventos são gerados por diferentes fenômenos astrofísicos.”
Ao mapear a localização dos 535 FRBs, a colaboração CHIME descobriu que a distribuição dos bursts foi uniforme, sugerindo que os FRBs estão espalhados por todo o universo e não apenas em nossa Via Láctea. Isso sugere que eles são onipresentes e improváveis de virem de tecnologia alienígena.
A equipe também estimou a distância dos FRBs através do espalhamento e descobriu que a maioria dos FRBs provavelmente se originam de fontes dentro de galáxias distantes. Em distâncias tão grandes, os FRBs devem ter sido produzidos por fontes extremamente energéticas para serem detectados da Terra.
“Os FRBs também carregam informações sobre o ambiente que atravessam”, disse o Dr. Saurabh Singh, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física da Universidade McGill e membro da Colaboração CHIME / FRB, no comunicado à imprensa. “Com o aumento significativo em suas detecções em uma faixa de distâncias de nós, eles oferecem potencialmente uma medida independente da distribuição da matéria no Universo.”
Aumentar o número de detecções de FRB também oferece novos insights sobre o cosmos.
“Ter uma grande amostra de FRBs abre inúmeras possibilidades. Por exemplo, estamos agora na era de usar FRBs como sondas cosmológicas ”, disse Alex Josephy, estudante de doutorado na Universidade McGill e membro da colaboração CHIME / FRB, no comunicado à imprensa. “Podemos começar a examinar estruturas em grande escala: aglomerados de milhares de galáxias. Podemos ajudar a fazer um mapa da distribuição da matéria escura cósmica e estudar a evolução da matéria ao longo da história do nosso Universo ”.
No entanto, no momento a tarefa mais importante é entender as origens desses FRBs, o que requer muita modelagem teórica e observação.
“FRBs próximos, como alguns dos descritos no novo registro CHIME / FRB, são sem dúvida as melhores fontes para testar modelos de origens e propriedades de FRB”, disse Mohit Bhardwaj no comunicado à imprensa, estudante de PhD da Universidade McGill e membro do Colaboração CHIME / FRB. “Se quisermos aprender o máximo sobre os FRBs, como se eles brilhassem em luz óptica ou de raios-X, os FRBs próximos são nossa melhor opção.”
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