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Fonte cósmica de rádio toca de forma rítmica - origem desconhecida

Com informações do MIT - 18/06/2020

Detectada fonte cósmica de rádio que pulsa de forma rítmica
A rajada rápida de rádio misteriosa foi captada pelo radiotelescópio Chime.
[Imagem: CHIME]

Música cósmica

Astrônomos captaram um ritmo curioso e repetitivo de rajadas rápidas de rádio que emanam de uma fonte desconhecida, fora da nossa galáxia, a 500 milhões de anos-luz de distância.

As rajadas rápidas de rádio (RRRs, ou FRBs na sigla em inglês: Fast Radio Bursts), são flashes curtos e intensos de ondas de rádio que os astrônomos acreditam serem produzidas por objetos pequenos, distantes e extremamente densos, embora exatamente o que esses objetos possam ser seja um mistério de longa data na astrofísica.

Normalmente, essas "explosões" duram apenas alguns milissegundos, durante os quais seus sinais ofuscam as emissões de rádio de galáxias inteiras.

Desde que a primeira RRR foi observada em 2007, os astrônomos catalogaram mais de 100 explosões rápidas de rádio de fontes distantes espalhadas pelo Universo, fora da nossa galáxia. Na maior parte, essas detecções foram pontuais, piscando brevemente e então desaparecendo completamente. Em alguns casos, as rajadas rápidas de rádio se repetiram várias vezes da mesma fonte, mas sem nenhum padrão discernível.

Emissão rítmica de rádio

Essa nova fonte, que a equipe catalogou como FRB 180916.J0158+65, é a primeira a produzir um padrão periódico, ou cíclico, de rajadas rápidas de rádio. O padrão começa com um período barulhento de quatro dias, durante o qual a fonte emite rajadas aleatórias de ondas de rádio, seguidas então por um período de 12 dias de silêncio.

Os astrônomos observaram esse padrão de 16 dias ocorrendo consistentemente ao longo de 500 dias de observações.

"Esta RRR que estamos relatando agora é como um relógio," disse Kiyoshi Masui, do MIT. "É o padrão mais definitivo que já vimos em uma dessas fontes. E é uma grande pista que podemos usar para começar a caçar a física do que está causando esses flashes brilhantes, que ninguém realmente entende".

Detectada fonte cósmica de rádio que pulsa de forma rítmica
Existem pelo menos seis teorias tentando explicar os sinais de rádio do espaço.
[Imagem: M. Weiss/CfA]

O que pode ser?

Embora o fenômeno por trás desse novo ritmo extragaláctico seja uma grande incógnita, a equipe aventou algumas hipóteses para tentar explicá-lo.

Uma possibilidade é que as explosões periódicas venham de um único objeto compacto, como uma estrela de nêutrons, que simultaneamente gira e oscila - um fenômeno astrofísico conhecido como precessão. Supondo que as ondas de rádio emanem de um local fixo sobre o objeto, se o objeto estiver girando ao longo de um eixo e esse eixo estiver apontado na direção da Terra apenas a cada quatro em 16 dias, observaríamos as ondas de rádio como rajadas periódicas.

Outra possibilidade envolve um sistema binário, como uma estrela de nêutrons orbitando outra estrela de nêutrons ou um buraco negro. Se a primeira estrela de nêutrons emite ondas de rádio e está em uma órbita excêntrica que a aproxima brevemente do segundo objeto, as marés entre os dois objetos podem ser fortes o suficiente para fazer com que a primeira estrela de nêutrons se deforme e inche brevemente antes de se afastar. Esse padrão se repetiria conforme a estrela de nêutrons circulasse ao longo de sua órbita.

Os pesquisadores consideraram um terceiro cenário, envolvendo uma fonte emissora de rádio que circula uma estrela central. Se a estrela emite um vento, ou nuvem de gás, então cada vez que a fonte passa pela nuvem, o gás da nuvem pode periodicamente amplificar as emissões de rádio da fonte, tornando-as fortes o suficiente para que as detectemos.

Finalmente, a quarta possibilidade é que essa nova RRR, e mesmo aquelas que não sejam periódicas ou mesmo repetitivas, possam se originar de magnetares, um tipo de estrela de nêutrons que se acredita possuir um campo magnético extremamente poderoso. Detalhes sobre os magnetares ainda são largamente especulativos, mas os astrônomos observam que eles ocasionalmente liberam grandes quantidades de radiação ao longo do espectro eletromagnético, incluindo energia na banda de rádio.

Bibliografia:

Artigo: Periodic activity from a fast radio burst source
Autores: M. Amiri et al. - CHIME/FRB Collaboration
Revista: Nature Physics
Vol.: 582, pages 351-355
DOI: 10.1038/s41586-020-2398-2





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