As explosões rápidas de rádio (FRB) são um dos mistérios mais misteriosos do universo. Apesar do fato de que a natureza de absolutamente todos os FRBs ainda é desconhecida para os astrônomos, os cientistas parecem ter finalmente descoberto de que ambiente incrível alguns dos FRBs mais discutidos emergiram. Estamos falando sobre a repetição de sinais FRB 121102.
Pela primeira vez, os pesquisadores começaram a falar sobre os sinais FRB 121102 em novembro de 2012, mas para estreitar a busca por sua natureza incomum, os cientistas levaram vários anos. As rajadas de rádio mais rápidas, via de regra, apareciam apenas uma vez, o que tornava o cálculo de sua fonte uma tarefa impossível, mas a peculiaridade do FRB 121102 era que esses sinais se repetiam.
Isso deu aos cientistas uma oportunidade única de estudar esses sinais. Os FRBs são pulsos de rádio que duram vários milissegundos, mas às vezes com a energia de 500 milhões de sóis. Como a maioria desses pulsos de rádio não se repete, torna-se quase impossível predizê-los. Como, no entanto, e rastrear sua origem. É por isso que os cientistas ainda não foram capazes de determinar sua verdadeira natureza.
Os sinais FRB 121102 nunca deixaram de surpreender os pesquisadores por vários anos. Em março de 2016, astrônomos anunciaram a descoberta de 10 rajadas de rádio rápidas da mesma região em dados arquivados do telescópio. Seis outros sinais FRB 121102 foram detectados em dezembro de 2016 e mais 15 em agosto de 2017, permitindo que os cientistas localizem a fonte desses sinais. Era a região de formação estelar de uma galáxia anã localizada a mais de três bilhões de anos-luz da Terra.
Uma equipe internacional de pesquisadores, estudando dados de diferentes radiotelescópios, conseguiu estreitar ainda mais o alcance da pesquisa e, finalmente, chegar a uma única conclusão. Os cientistas estão mais confiantes do que nunca de que uma estrela de nêutrons é a fonte do FRB 121102. E, aparentemente, esta estrela está em um ambiente extremamente extremo - ou muito perto de um buraco negro ou dentro de uma nebulosa muito poderosa. Os pesquisadores foram levados a essas conclusões pelo fato de que esses sinais de rádio estavam "girando".
Os especialistas compartilharam seu trabalho na revista Nature, onde relataram que os sinais do FRB 121102 estavam quase completamente polarizados. Quando esses sinais polarizados passam por um campo magnético, eles se torcem e, quanto mais forte o campo magnético, mais eles se torcem. Esse recurso é chamado de efeito Faraday e permite que os pesquisadores aprendam mais sobre a natureza de certas ondas. No caso dos sinais FRB 121102, seu plano de polarização acabou sendo o mais agitado já observado, o que sugere que eles passaram por um campo magnético muito poderoso.
“As únicas fontes conhecidas em nossa galáxia com o mesmo plano giratório de polarização que o FRB 121102 estão localizadas no centro da galáxia e em uma região muito dinâmica próxima a um buraco negro massivo. Talvez a fonte FRB 121102 esteja em um ambiente semelhante em sua própria galáxia”, diz Daniel Micilli, da Universidade de Amsterdã.
"Além disso, a peculiaridade do plano giratório de polarização pode ser explicada se sua fonte estiver localizada em uma nebulosa muito poderosa deixada após a explosão de uma supernova", acrescenta o cientista.
Vídeo promocional:
A observação também explica o papel da estrela de nêutrons. Acredita-se que esses objetos sejam o resultado de explosões de supernovas. Se a massa de uma estrela for superior a um certo valor, então, em vez de uma supernova, ela se transformará em um buraco negro.
Estrelas de nêutrons são objetos muito pequenos e muito densos. E quando eles giram, eles emitem pulsos de rádio. Um certo tipo de estrela de nêutrons, chamada magnetares, tem um campo magnético extremamente poderoso e é capaz de gerar emissões - semelhante à forma como o Sol produz explosões solares. Eles também foram considerados pelos cientistas como uma possível fonte de pulsos de rádio rápidos, mas as observações mostraram que os flares mais poderosos desses objetos eram quatro ordens de magnitude mais baixos do que FRB 121102. Como resultado, os cientistas chegaram à conclusão de que a fonte de FRB 121102 é um tipo comum de estrela de nêutrons. Ao mesmo tempo, os pesquisadores pretendem dar continuidade ao trabalho e buscar saber mais sobre o ambiente em que apareceram.
“Continuaremos a observar e rastrear como as propriedades dessas explosões mudam com o tempo. Como parte dessas observações, tentaremos descobrir quais das suposições se revelaram corretas - uma estrela de nêutrons está localizada próxima a um buraco negro ou dentro de uma nebulosa muito poderosa”, diz Jason Hessels, da mesma Universidade de Amsterdã.
Ao mesmo tempo, ainda não sabemos qual é a origem de uma dúzia de outras explosões de rádio observadas. Eles não foram repetidos, como foi o caso do FRB 121102, então os cientistas sugerem que o FRB 121102 pode ser único em seu tipo, enquanto outros podem ter fontes diferentes.
Nikolay Khizhnyak
