As origens misteriosas das explosões rápidas de rádio podem finalmente ser identificadas: WebCuriosos

De todo o céu, o Universo emite sinais misteriosos.

Não sabemos realmente o que são ou o que os produz; mas uma nova análise sobre a sua origem dá-nos pistas sobre as fontes das estranhas emissões que chamamos de rajadas rápidas de rádio (FRBs).

Liderada pelo astrônomo Kritti Sharma, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, uma equipe internacional conduziu um censo e determinou que é mais provável que as FRBs venham de galáxias com populações estelares relativamente jovens. Isso é um tanto esperado. O que os investigadores não esperavam era que essas galáxias fossem provavelmente bastante grandes, com um grande número de estrelas – o que na verdade é bastante raro.

Isto sugere que pode haver algo incomum na forma como os FRBs são gerados.

Já temos algumas boas ideias sobre o que são FRBs. Primeiro, uma descrição: são emissões de luz de rádio muito poderosas, mas muito breves, que duram de frações de milissegundo a vários segundos. Eles vêm de todo o céu, suas fontes a milhões de bilhões de anos-luz de distância, muitas vezes parecendo piscar uma vez e nunca mais.

Isto torna-os impossíveis de prever e difíceis de rastrear, mas estamos a melhorar a deteção com a vigilância de visão ampla e também a localizar as suas galáxias hospedeiras.

Quanto ao que eles são, também estamos nos concentrando nisso. Spoiler: não são alienígenas. Em vez disso, o primeiro FRB detectado aqui mesmo na Via Láctea, em 2020, foi atribuído a um magnetar – um tipo de estrela de nêutrons que tem um campo magnético 1.000 vezes mais poderoso do que o de uma estrela de nêutrons comum. A interação push-pull entre o campo magnético e a gravidade do objeto pode criar terremotos que enviam luz de rádio piscando pelo céu.

Nem todos os FRBs se comportam da mesma forma, então é possível que exista mais de um tipo de fonte. Limitar a localização dessas fontes diz-nos algo sobre as condições ambientais que têm maior probabilidade de as produzir, o que por sua vez nos permite fazer inferências sobre o que são.

Sharma e seus colegas coletaram observações usando um interferômetro de rádio chamado Matriz Sinótica Profunda em um novo esforço para detectar FRBs e localizá-los. Eles estudaram cuidadosamente as propriedades de 30 galáxias hospedeiras de FRB e determinaram que as explosões de rádio normalmente emergem de galáxias com populações de estrelas jovens.

Isto não é surpreendente se os progenitores FRB forem magnetares. Estrelas de nêutrons são os núcleos colapsados ​​de estrelas massivas que se transformaram em supernovas por meio do colapso do núcleo, e estrelas massivas têm vida útil mais curta do que as menores. Magnetares são jovens estrelas de nêutronspor isso esperamos encontrá-los em locais onde a maioria das estrelas é jovem e tem vida curta.

Embora alguns FRBs tenham anteriormente foi detectado em populações de estrelas antigas, e em galáxias de baixa massaa análise da equipa mostrou que os progenitores mais comuns são, de longe, galáxias de grande massa com estrelas jovens. Isto sugere que ambientes estelares jovens e massivos são importantes para a formação de progenitores de FRB; se não fossem, veríamos uma distribuição mais ampla entre os tipos de galáxias.

Não se sabe por que isso acontece, mas os pesquisadores acreditam que a metalicidade dessas galáxias massivas com formação de estrelas pode desempenhar um papel. Galáxias massivas normalmente têm um conteúdo de metal muito maior do que suas contrapartes de menor massa e também tendem a formar estrelas mais pesadas.

Mas há outro problema. As supernovas de colapso do núcleo ocorrem a uma taxa semelhante à taxa de formação de estrelas no Universo. Se os magnetares que produzem FRBs se formarem desta forma, a distribuição de FRBs deveria ser amplamente consistente com a distribuição de supernovas com colapso do núcleo, mesmo para galáxias de baixa massa – mas não é. Isto sugere que os magnetares que se formam através do colapso do núcleo não são os principais progenitores do FRB.

A equipe realizou simulações e encontrou uma solução. Os magnetares que emitem FRBs poderiam se formar a partir de fusões de estrelas binárias. É mais provável que isto ocorra em ambientes com estrelas mais massivas, como as galáxias que os investigadores identificaram.

Ainda não temos uma explicação holística para as origens das FRBs, mas a investigação reforça significativamente a defesa dos magnetares e sugere que também estão em jogo circunstâncias especiais para a formação desses magnetares.

O estudo das FRBs ainda está progredindo, mas os astrónomos estão constantemente a descobrir mais sinais estranhos. Quanto mais encontrarmos, mais dados seremos capazes de analisar para resolver o mistério das origens dos FRBs. É um momento tremendamente emocionante para estar vivo e estudar as estrelas.

A pesquisa foi publicada em Natureza.