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Descoberto novo padrão em misteriosos sinais vindos do Espaço

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Há mais de uma década que os cientistas têm trabalhado para desvendar o mistério das chamadas “rajadas rápidas de rádio” (FRBs, na sigla em inglês), que são pulsos repentinos e inexplicáveis observados em galáxias distantes. 

Essas explosões bizarras, que duram meros milissegundos e, por vezes, se repetem em padrões estranhos, inspiraram explicações que vão desde interações pirotécnicas entre estrelas exóticas a sinais de inteligência extraterrestre.

Agora, de acordo com a Vice, astrónomos conseguiram testar uma explosão repetida nas escalas de tempo mais curtas de todos os tempos, estudando o seu marcador em pequenos períodos de apenas três a quatro microssegundos dentro desses pulsos de milissegundos.

Esta análise sem precedentes revelou uma “microestrutura” recentemente observada – ou um padrão de brilho variável -, revelando que a nova técnica “pode desvendar pistas sobre a física de emissão [FRB]”.

Uma equipa liderada por Kenzie Nimmo, estudante de doutoramento no Instituto Anton Pannekoek de Astronomia da Universidade de Amesterdão, nos Países Baixos, obteve esses dados de “alta resolução” da European Very Long Baseline Interferometry Network, uma vasta rede de radiotelescópios que abrange quatro continentes.

O alvo era FRB 180916, uma curiosa rajada repetida que opera num ciclo de 16 dias, explodindo ativamente durante quatro dias e ficando silenciosa durante 12 dias.

“A microestrutura à qual nos referimos é que vemos o brilho da própria explosão variar em escalas de tempo de microssegundos”, disse Nimmo, que também notou que as propriedades polarizadas da explosão também flutuam no nível de microssegundos.

Segundo a investigadora, os resultados são interessantes porque essas “variações de brilho em curta escala de tempo restringem fortemente o tamanho da região de emissão de FRB, que dita que modelos podem funcionar para a produção de FRBs”.

Assim, estudar um FRB em escalas de tempo muito curtas fornece um meio de ampliar o espaço físico em torno da fonte desconhecida desses pulsos de rádio. A resolução de microssegundos permitiu aos astrónomos determinar que o tamanho da região de emissão, ou seja, a área que está a criar esses pulsos, é de cerca de um quilómetro em escala.

O que torna a descoberta impressionante é que a fonte da explosão está localizada a cerca de 457 milhões de anos-luz da Terra. Embora isso torne o FRB 180916 relativamente próximo em comparação com outros, é surpreendente que a equipa tenha capturado detalhes em escala de quilómetros de uma distância intergaláctica tão enorme.

Os cientistas já capturaram detalhes de FRBs em escalas de tempo de cerca de 20 a 30 microssegundos, o que torna este estudo cerca de 10 vezes mais preciso.

Com esta resolução, a equipa conseguiu descobrir detalhes sobre o “ângulo de posição de polarização” (PPA), que é o ângulo em que a luz polarizada da explosão oscila. Esta propriedade é importante para descobrir detalhes sobre a rotação da fonte FRB e a proximidade da emissão de rádio que está da sua fonte, o que pode, por sua vez, revelar a sua possível identidade.

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“Percebemos que, em escalas de tempo muito curtas, vemos pequenas variações no PPA”, disse Nimmo. “Isso pode significar que estamos a começar a resolver a rotação de qualquer objeto que esteja a produzir FRBs.”

Os investigadores acreditam que as estrelas de neutrões, um tipo de estrela morta extremamente densa, são “o modelo progenitor mais atraente para FRBs”.

Estas bolas turbulentas de matéria compacta contêm mais massa do que o Sol, mas têm apenas cerca de 19 quilómetros de diâmetro. Como consequência, as estrelas de neutrões são extremamente voláteis e podem ser capazes deste tipo de explosão extrema.

Alguns modelos de FRBs sugerem que os pulsos de rádio originam-se perto da estrela, dentro da sua magnetosfera, enquanto outros sugerem que a emissão é o resultado de um choque relativístico que ocorre mais longe da fonte. O novo estudo favorece o cenário anterior, no qual a emissão surge perto da estrela de neutrões.

A periodicidade de FRB 180916 sugere que pode originar-se num sistema binário que contém uma estrela de neutrões oscilante e uma estrela massiva que partilham um período orbital de 16 dias. Quando os objetos estão próximos um do outros, as suas interações podem amplificar as explosões, causando o tal período de quatro dias de atividade.

Nimmo e os seus colegas esperam estudar as misteriosas explosões em escalas de tempo ainda mais curtas.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Nature Astronomy.

  Maria Campos, ZAP //

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