Esta tempestade cósmica de relâmpagos está acontecendo ao nosso redor. Em algum lugar no céu terreno, há um pulso que pisca e se apaga no momento seguinte. Essas rajadas, que deve ser medido com radiotelescópios e durar um milésimo de segundo, são um dos maiores mistérios da astrofísica. Os cientistas duvidam que alienígenas militantes estejam lutando "Guerra nas Estrelas" na vastidão do espaço. Mas de onde vêm esses fenômenos - apelidados de "explosões rápidas de rádio" pelos especialistas?

Na cidade de Parkes, uma gigantesca tigela de malha de treliça sobe para o céu. Em 2001, este radiotelescópio de 64 metros de diâmetro (outrora o maior radiotelescópio totalmente móvel do hemisfério sul) registrou uma misteriosa explosão de rádio - e ninguém percebeu! Só cinco anos depois é que o astrofísico Duncan Lorimer e seu aluno David Narkevic encontraram a assinatura do sinal nos dados do telescópio mais ou menos por acaso. Mesmo assim, os especialistas não conseguiram entender o fenômeno. Mas esta não foi a única "explosão de Lorimer".

"Agora sabemos de mais de cem, "diz Laura Spitler. Desde março de 2019, o pesquisador liderou um grupo Lise Meitner sobre este tópico no Instituto Max Planck de Radioastronomia. Spitler se dedicou a essas oscilações fugazes no espaço por muitos anos. Sob sua liderança, uma equipe internacional descobriu a primeira explosão de rádio rápida (FRB) na esfera celeste do norte da constelação de Fuhrmann em 2014. Os astrônomos usaram a antena do telescópio de Arecibo em Porto Rico. A antena, que mede 305 m de diâmetro, está firmemente ancorado em um vale natural e só pode se concentrar em uma seção relativamente pequena do firmamento.

"Estatisticamente falando, deve haver apenas sete erupções por minuto espalhadas pelo céu. Portanto, é preciso muita sorte para alinhar seu telescópio à posição certa no momento certo, "disse Spitler depois que a descoberta foi anunciada. Ambas as propriedades das explosões de rádio e sua frequência derivada das medições estavam de acordo com o que os astrônomos descobriram sobre todas as erupções observadas anteriormente.

Na verdade, as suposições estatísticas foram confirmadas; de acordo com estes, Aproximadamente. 10, Acreditava-se que 000 desses fenômenos cósmicos incomuns surgiam no firmamento terrestre a cada dia. O número surpreendentemente grande resulta de cálculos de quanto do céu teria que ser observado e por quanto tempo para explicar as relativamente poucas descobertas feitas até agora.

A medição de Arecibo também removeu as últimas dúvidas sobre se as explosões de rádio realmente vieram das profundezas do universo. Após os primeiros bursts registrados, os cientistas concluíram que eles estavam sendo gerados em uma área distante da Via Láctea. Isso foi deduzido de um efeito chamado dispersão de plasma. Quando os sinais de rádio viajam por longas distâncias pelo universo, eles encontram vários elétrons livres localizados no espaço entre as estrelas.

Em última análise, a velocidade de propagação das ondas de rádio em frequências mais baixas diminui de maneira característica. Por exemplo, durante a explosão de radiação mencionada anteriormente descoberta com o telescópio de Arecibo, esta dispersão foi três vezes maior do que seria de esperar de uma fonte da Via Láctea. Se a fonte estivesse localizada na galáxia, matéria interestelar contribuiria com cerca de 33% para a fonte de Arecibo.

Mas qual é a origem das explosões de rádio? Os astrofísicos projetaram vários cenários, tudo mais ou menos exótico. Muitos deles giram em torno de estrelas de nêutrons. Estes são os restos de grandes explosões de grandes sóis como supernovas, apenas 30 km de tamanho. Nessas esferas, a matéria é tão densamente compactada que na Terra, uma colher de chá de sua matéria pesaria tanto quanto o maciço de Zugspitze. As estrelas de nêutrons giram rapidamente em torno de seus eixos. Alguns deles têm campos magnéticos excepcionalmente fortes.

Por exemplo, explosões rápidas de rádio podem ocorrer durante uma supernova - mas também durante a fusão de duas estrelas de nêutrons em um sistema estelar binário próximo - quando os campos magnéticos das duas estrelas individuais entram em colapso. Além disso, uma estrela de nêutrons pode colapsar ainda mais em um buraco negro, emitindo uma explosão.

Esses scripts científicos parecem plausíveis à primeira vista. Contudo, eles têm uma falha:eles preveem apenas uma explosão de rádio por vez. "Se o flash foi gerado em um evento cataclísmico que destrói a fonte, apenas um burst por fonte pode ser esperado, "diz Laura Spitler. Na verdade, Nos primeiros anos, sempre houve surtos únicos - até que em 2014 um surto chamado FRB 121102 foi colocado online. Em 2016, Spitler e sua equipe observaram que este foi o primeiro "repetidor, "uma explosão com pulsos repetidos." Isso refutou todos os modelos que explicam o FRB como consequência de um evento catastrófico, "diz Spitler.

O FRB 121102, descoberto no telescópio de Arecibo, foi ainda observada pelos pesquisadores com o Very Large Array no Novo México. Após 80 horas de medição do tempo, eles registraram nove rajadas e determinaram a posição com a precisão de um segundo de arco. Nesta posição no céu, há uma fonte de rádio irradiando permanentemente; imagens ópticas mostram uma galáxia tênue a cerca de três bilhões de anos-luz de distância.

Com um diâmetro de apenas 13, 000 anos-luz, este sistema estelar é um dos anões; a Via Láctea é cerca de dez vezes maior. "Contudo, muitas estrelas novas e talvez até mesmo estrelas particularmente grandes nascem nesta galáxia. Isso pode ser uma indicação da origem das explosões de rádio, "diz Spitler.

O pesquisador pensa em pulsares - faróis cósmicos que regularmente emitem radiação de rádio. Atrás deles estão novamente estrelas de nêutrons em rotação rápida com fortes campos magnéticos. Se o eixo de rotação e o eixo do campo magnético de tal objeto se desviam um do outro, um feixe de rádio agrupado pode ser produzido. Cada vez que esse holofote natural varre a Terra, astrônomos medem um pulso curto.

As explosões da maioria dos pulsares de rádio são muito fracas para serem detectadas de uma grande distância. Este não é o caso dos "pulsos gigantes" particularmente curtos e extremamente fortes. Um excelente exemplo dessa classe de objetos é o pulsar do caranguejo, que nasceu em uma explosão de supernova observada em 1054 DC. Seus pulsos seriam visíveis até mesmo nas galáxias vizinhas.

"Um modelo promissor sugere que rajadas de rádio rápidas são muito mais fortes e raras do que pulsos gigantes de estrelas de nêutrons extragalácticas semelhantes ao pulsar do caranguejo. Ou até mesmo as mais jovens e mais energéticas como esta, "diz Spitler." A galáxia natal de FRB 121102 se encaixa neste modelo porque tem o potencial de produzir as estrelas certas para se tornarem estrelas de nêutrons no final de suas vidas. "

Mas se esse modelo está correto está literalmente escrito nas estrelas. O esclarecimento não está ficando mais fácil. No entanto, as observações continuam. Por exemplo, as antenas de rádio da rede europeia VLBI examinaram outro repetidor no verão de 2019. FRB 180916.J0158 + 65 mostrou nada menos que quatro explosões de radiação durante as cinco horas de observação. Cada um durou menos de dois milissegundos.

O lar desta explosão de rádio fica em uma galáxia espiral a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância. Isso o torna o mais próximo observado até agora, embora essa distância pareça "astronômica". Acontece também que aparentemente há uma alta taxa de nascimentos de estrelas ao redor da explosão.

A posição na galáxia difere de todas as outras explosões investigadas até agora. Em outras palavras:aparentemente, o FRB surge em todos os tipos de regiões cósmicas e diversos ambientes. "Este é um dos motivos pelos quais ainda não está claro se todos os bursts têm o mesmo tipo de fonte ou são gerados pelos mesmos processos físicos, "diz Spitler." O mistério de sua origem permanece. "