Uma explosão de rádio rápida recém-descoberta tem algumas propriedades únicas que estão dando aos astrônomos pistas importantes sobre o que pode causar esses misteriosos fenômenos astronômicos, ao mesmo tempo em que questiona uma das poucas coisas que os cientistas pensavam saber sobre essas explosões poderosas, como meus colegas e eu descrevemos em um novo estudo na Natureza em 8 de junho de 2022.
Rajadas de rádio rápidas, ou FRBs, são pulsos extremamente brilhantes de ondas de rádio que vêm de galáxias distantes. Eles liberam tanta energia em um milissegundo quanto o Sol em muitos dias. Pesquisadores aqui da West Virginia University detectaram o primeiro FRB em 2007. Nos últimos 15 anos, os astrônomos detectaram cerca de 800 FRBs, com mais sendo descobertos todos os dias.

Quando um telescópio captura um FRB, uma das características mais importantes que os pesquisadores observam é algo chamado dispersão. A dispersão é basicamente uma medida de quão esticada é uma FRB quando atinge a Terra.

O plasma que fica entre estrelas e galáxias faz com que toda a luz – incluindo ondas de rádio – diminua, mas as frequências mais baixas sentem esse efeito mais fortemente e diminuem mais do que as frequências mais altas. Os FRBs contêm uma faixa de frequências, de modo que a luz de frequência mais alta na explosão atinge a Terra antes das frequências mais baixas, causando a dispersão. Isso permite que os pesquisadores usem a dispersão para estimar a que distância da Terra um FRB se originou. Quanto mais esticada for uma FRB, quanto mais plasma o sinal deve ter passado, mais distante a fonte deve estar.

Por que é importante

O novo FRB que meus colegas e eu descobrimos se chama FRB190520. Nós o encontramos usando o Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros na China. Uma coisa interessante imediatamente aparente sobre o FRB190520 foi que ele é um dos únicos 24 FRBs repetidos e se repete com muito mais frequência do que outros - produzindo 75 rajadas em um período de seis meses em 2020.

Nossa equipe então usou o Very Large Array, um radiotelescópio no Novo México, para estudar ainda mais esse FRB e identificou com sucesso a localização de sua fonte – uma galáxia anã a cerca de 3 bilhões de anos-luz da Terra. Foi então que começamos a perceber o quão verdadeiramente única e importante esta FRB é.

Primeiro, descobrimos que há um sinal de rádio persistente, embora muito mais fraco, sendo emitido por algo do mesmo lugar de onde veio o FRB190520. Dos mais de 800 FRBs descobertos até hoje, apenas um outro tem um sinal de rádio persistente semelhante.

Segundo, uma vez que conseguimos identificar que o FRB veio de uma galáxia anã, fomos capazes de determinar exatamente a que distância essa galáxia está da Terra. Mas esse resultado não fazia sentido. Para nossa surpresa, a estimativa de distância que fizemos usando a dispersão do FRB foi de 30 bilhões de anos-luz da Terra, uma distância 10 vezes maior do que os 3 bilhões de anos-luz reais da galáxia.

Os astrônomos só conseguiram identificar a localização exata – e, portanto, a distância da Terra – de 19 outras fontes de FRB. Para o restante dos cerca de 800 FRBs conhecidos, os astrônomos precisam confiar apenas na dispersão para estimar sua distância da Terra. Para as outras 19 FRBs com localizações conhecidas, as distâncias estimadas a partir da dispersão são muito semelhantes às distâncias reais para suas galáxias de origem. Mas este novo FRB mostra que as estimativas usando dispersão às vezes podem estar incorretas e joga muitas suposições pela janela.

O que ainda não é conhecido

Os astrônomos neste novo campo ainda não sabem o que exatamente produz FRBs, então cada nova descoberta ou informação é importante.

Nossa nova descoberta levanta questões específicas, incluindo se os sinais de rádio persistentes são comuns, quais condições os produzem e se o mesmo fenômeno que produz FRBs é responsável por emitir o sinal de rádio persistente.

E um grande mistério é por que a dispersão do FRB190520 foi muito maior do que deveria ser. Foi devido a algo perto do FRB? Estava relacionado à fonte de rádio persistente? Tem a ver com a matéria na galáxia de onde vem este FRB? Todas essas perguntas estão sem resposta.

O que vem a seguir

Meus colegas vão se concentrar no estudo do FRB190520 usando vários telescópios diferentes ao redor do mundo. Ao estudar a FRB, sua galáxia e o ambiente espacial em torno de sua fonte, esperamos encontrar respostas para muitos dos mistérios que ela revelou.

Mais respostas virão de outras descobertas da FRB nos próximos anos também. Quanto mais FRBs os astrônomos catalogarem, maiores serão as chances de descobrir FRBs com propriedades interessantes que podem ajudar a completar o quebra-cabeça desses fascinantes fenômenos astronômicos. + Explorar mais

Estranha explosão de rádio levanta novas questões

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.