Ao conectar dois dos maiores radiotelescópios do mundo, astrônomos descobriram que um simples vento binário não pode causar a intrigante periodicidade de uma explosão rápida de rádio, afinal. As explosões podem vir de um sistema altamente magnetizado, estrela de nêutrons isolada. As detecções de rádio também mostram que rajadas de rádio rápidas, alguns dos eventos mais energéticos do universo, estão livres de material envolvente. Essa transparência aumenta ainda mais sua importância para a cosmologia. Os resultados aparecem em Natureza esta semana.

Cores de rádio

O uso de "cores de rádio" levou ao avanço. Na luz óptica, as cores são como o olho distingue cada comprimento de onda. Nosso arco-íris vai de luz óptica azul de comprimento de onda menor, à luz óptica vermelha de comprimento de onda mais longo. Mas a radiação eletromagnética que o olho humano não pode ver, porque o comprimento de onda é muito longo ou curto, é igualmente real. Os astrônomos chamam isso de "luz ultravioleta" ou "luz de rádio". A luz de rádio estende o arco-íris além da borda vermelha que vemos. O arco-íris do rádio em si também muda de "mais azul, "rádio de comprimento de onda curto para rádio de comprimento de onda longo" mais vermelho ". Os comprimentos de onda do rádio são um milhão de vezes mais longos do que os comprimentos de onda do azul e vermelho óptico, mas, fundamentalmente, são apenas "cores":cores de rádio.

A equipe de astrônomos já estudou uma rápida explosão de rádio em dois comprimentos de onda de rádio - um mais azul, um muito mais vermelho - ao mesmo tempo. rajadas de rádio rápidas são alguns dos flashes mais brilhantes no céu do rádio, mas eles emitem fora de nossa visão humana. Eles duram apenas cerca de 1/1000 de segundo. A energia necessária para formar rajadas de rádio rápidas deve ser excessivamente alta. Ainda, sua natureza exata é desconhecida. Algumas rajadas rápidas de rádio se repetem, e no caso de FRB 20180916B, essa repetição é periódica. Essa periodicidade levou a uma série de modelos em que rajadas rápidas de rádio vêm de um par de estrelas orbitando uma a outra. A órbita binária e o vento estelar criam então a periodicidade. "Esperava-se que ventos estelares fortes do companheiro da fonte de explosão rápida de rádio deixassem a maior parte do azul, a luz de rádio de comprimento de onda curto escapa do sistema. Mas o rádio de comprimento de onda longo mais vermelho deve ser bloqueado mais, ou mesmo completamente, "diz Inés Pastor-Marazuela (Universidade de Amsterdã e ASTRON), o primeiro autor da publicação.

Combinando Westerbork e LOFAR

Para testar este modelo, a equipe de astrônomos combinou o LOFAR e os renovados telescópios Westerbork. Eles poderiam, assim, estudar simultaneamente o FRB 20180916B em duas cores de rádio. Westerbork olhou para o comprimento de onda mais azul de 21 centímetros, LOFAR observou muito mais vermelho, Comprimento de onda de 3 metros. Ambos os telescópios gravaram filmes de rádio com milhares de quadros por segundo. Um supercomputador de aprendizado de máquina muito rápido detectou rajadas. "Depois de analisarmos os dados, e comparou as duas cores de rádio, ficamos muito surpresos, "diz o pastor-Marazuela." Os modelos de vento binário existentes previam que as rajadas deveriam brilhar apenas em azul, ou pelo menos durar muito mais lá. Mas vimos dois dias de mais azul, rajadas de rádio, seguido por três dias de rajadas de rádio mais vermelhas. Nós descartamos os modelos originais agora - algo mais deve estar acontecendo. "

As rápidas detecções de rajadas de rádio foram as primeiras com LOFAR. Nenhum tinha sido visto em comprimentos de onda maiores que 1 metro até então. O Dr. Yogesh Maan, da ASTRON, viu pela primeira vez as explosões do LOFAR:"Foi emocionante descobrir que as explosões de rádio rápidas brilham em comprimentos de onda tão longos. Depois de passar por imensas quantidades de dados, Eu tive dificuldade em acreditar no começo, mesmo que a detecção tenha sido convincente. Breve, ainda mais rajadas aconteceram. "Esta descoberta é importante porque significa que o mais vermelho, a emissão de rádio de comprimento de onda longo pode escapar do ambiente em torno da fonte da rápida explosão de rádio. "O fato de algumas rajadas de rádio rápidas viverem em ambientes limpos, relativamente não obscurecido por qualquer névoa densa de elétrons na galáxia hospedeira, é muito emocionante, "diz o co-autor Dr. Liam Connor (U. Amsterdam / ASTRON)." Essas rajadas de rádio simples e rápidas nos permitirão caçar a indescritível matéria bariônica que permanece inexplicada no universo. "

Magnetares

O telescópio LOFAR e o sistema Apertif em Westerbork são formidáveis ​​por si só, mas os avanços foram possíveis porque a equipe conectou diretamente os dois, como se fossem um. "Construímos um sistema de aprendizado de máquina em tempo real no Westerbork que alertava o LOFAR sempre que uma explosão acontecia, "diz o investigador principal Dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON / U. Amsterdam), "Mas nenhuma explosão LOFAR simultânea foi vista. Primeiro, pensamos que uma névoa em torno das rajadas de rádio rápidas estava bloqueando todas as rajadas mais vermelhas, mas, surpreendentemente, uma vez que as rajadas mais azuis pararam, afinal, rajadas mais vermelhas apareceram. Foi quando percebemos que modelos binários simples de vento foram descartados. rajadas de rádio rápidas estão vazias, e poderia ser feito por magnetares. "

Esses magnetares são estrelas de nêutrons, de uma densidade muito maior do que o chumbo, que também são altamente magnéticos. Seus campos magnéticos são muitas vezes mais fortes do que o ímã mais forte em qualquer laboratório da Terra. "Um isolado, magnetar girando lentamente explica melhor o comportamento que descobrimos, "diz o pastor-Marazuela." Parece muito com ser um detetive - nossas observações reduziram consideravelmente quais modelos de rajada rápida de rádio podem funcionar. "