Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Prof. Li Di e Dr. Wang Pei dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) capturou um episódio extremo de explosões cósmicas de Fast Radio Burst (FRB) 121102, usando o rádio-telescópio esférico de abertura de quinhentos metros (FAST). Um total de 1, 652 rajadas independentes foram detectadas em 47 dias a partir de 29 de agosto, 2019 (UT).

É o maior conjunto de eventos FRB até agora, mais do que o número relatado em todas as outras publicações combinadas. Tal conjunto de burst permite a determinação, pela primeira vez, da energia característica e distribuição de energia de qualquer FRB, assim, lançando luz sobre o motor central que alimenta os FRBs.

Esses resultados foram publicados em Natureza em 13 de outubro, 2021.

Os FRBs foram detectados pela primeira vez em 2007. Essas explosões cósmicas podem ser tão curtas quanto um milésimo de segundo, enquanto produzem o equivalente a um ano da produção total de energia do Sol. A origem dos FRBs ainda é desconhecida. Embora até mesmo alienígenas tenham sido considerados em modelos para FRBs, as causas naturais são claramente favorecidas pelas observações. Os focos recentes incluem estrelas de nêutrons hipermagnetizadas exóticas, buracos negros, e cordas cósmicas que sobraram do Big Bang.

Os cientistas descobriram que uma pequena fração dos FRBs se repetem. Este fenômeno facilita estudos de acompanhamento, incluindo localização e identificação de galáxias hospedeiras de FRBs.

FRB 121102 é o primeiro repetidor conhecido e o primeiro FRB bem localizado. Os cientistas identificaram sua origem em uma galáxia anã. Além disso, este FRB está claramente associado a uma fonte de rádio persistente. Ambas as pistas são cruciais para resolver o mistério cósmico dos FRBs. O comportamento do FRB 121102 é difícil de prever e comumente descrito como "sazonal".

Ao testar o back-end FAST FRB durante a fase de comissionamento, a equipe notou que o FRB 121102 estava agindo com freqüentes pulsos brilhantes. Entre 29 de agosto e 29 de outubro, 2019, 1, 652 eventos de burst independentes foram detectados em um total de 59,5 horas. Enquanto a cadência de burst variou durante a série, 122 rajadas foram vistas durante o horário de pico, correspondendo à maior taxa de eventos já observada para qualquer FRB.

Essa cadência elevada facilita um estudo estatístico desses bursts de FRB. Os pesquisadores encontraram uma clara energia característica de E ₀ =4,8 × 10 ³⁷ erg, abaixo do qual a geração dos bursts se tornou menos eficiente. A distribuição de energia de explosão pode ser adequadamente descrita como bimodal, nomeadamente, uma função log-normal para rajadas E baixas e uma função de Lorentz para rajadas E altas, implicando que pulsos FRB mais fracos podem ser de natureza estocástica e os mais fortes envolvem uma razão entre duas quantidades independentes.

"A energia total deste conjunto de burst já soma 3,8% do que está disponível em um magnetar e nenhuma periodicidade foi encontrada entre 1 ms e 1000 s, ambos restringem severamente a possibilidade de que FRB 121102 venha de um objeto compacto isolado, "Disse o Dr. Wang.

Mais de seis novos FRBs foram descobertos por meio do Commensal Radio Astronomy FAST Survey, incluindo um novo repetidor tipo 121102. "Como a maior antena do mundo, A sensibilidade do FAST prova ser propícia para revelar as complexidades dos transientes cósmicos, incluindo FRBs, "Disse o Prof. LI.

Este projeto faz parte de uma colaboração de longa data desde a fase de comissionamento do telescópio FAST. As principais instituições parceiras incluem a Universidade Normal de Guizhou, Universidade de Nevada em Las Vegas, Cornell University, Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie, West Virginia University, CSIRO, Universidade da California, Berkeley, e a Universidade de Nanjing.