Descoberta (mais uma) origem das explosões rápidas de rádio no Universo

Pela primeira vez, localizou-se a proveniência de uma explosão rápida de rádio que só aconteceu uma vez. Fica nos arredores de uma galáxia a 3600 milhões de anos-luz da Terra.

,Explosão rápida de rádio
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Imagem artística da localização de explosões rápidas de rádio através de vários telescópios Andrew Howell/CSIRO

Há mais de uma década que breves explosões de rádio vindas do Universo têm intrigado cientistas de todo o mundo. Em 2017, conseguiu-se detectar a origem de uma dessas explosões que se repetiu várias vezes. Desta vez, uma equipa internacional de cientistas descobriu a localização de uma explosão rápida de rádio que só aconteceu uma única vez. Num artigo publicado esta sexta-feira na revista Science, revela-se que a casa dessa explosão fica nos arredores de uma galáxia do tamanho da Via Láctea situada a 3600 milhões de anos-luz de nós.

Difíceis de detectar, as explosões rápidas de rádio (FRB, na sigla em inglês) são emissões de rádio que duram poucos milissegundos e que têm uma origem astronómica distante. Se algumas dessas explosões se repetem várias vezes, a maioria delas só acontece uma vez. Em 2007, detectou-se pela primeira vez uma explosão rápida de rádio. Desde então, já foram caçadas 85 em telescópios de todo o mundo.

Ainda mais difícil do que detectá-las é saber de onde vêm. Em 2017, em artigos publicados nas revistas Nature e The Astrophysical Journal Letters, revelou-se que uma explosão rápida de rádio que se repetiu múltiplas vezes – a FRB 121102 – vinha de uma galáxia anã a 3000 milhões de anos-luz de distância de nós. Esta descoberta apenas foi possível devido à observação de vários telescópios espalhados pelo mundo, como o radiotelescópio Very Large Array (nos EUA) e o telescópio Gemini Norte (no Havai).

Contudo, localizar a origem de explosões rápidas de rádio que não se repetem é mais desafiante. “Essas FRB são especialmente desafiantes porque apenas têm um único flash e depois desaparecem”, assinala Keith Bannister, da Organização da Commonwealth para a Investigação Científica e Industrial (CSIRO) e um dos autores do artigo, num comunicado sobre o trabalho.

Para caçar estas explosões rápidas de rádio, a equipa de Keith Bannister desenvolveu uma nova tecnologia que “congela” e guarda a informação recolhida pela Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) menos de um segundo depois de uma explosão rápida de rádio ter chegado à Terra. Localizada no Oeste da Austrália, a ASKAP é uma rede composta por 36 antenas de radiotelescópios que trabalham como se fossem um único instrumento.

Em Setembro de 2018 detectou-se então a FRB 180924, uma explosão rápida de rádio que não se voltou a repetir. Através das pequeníssimas diferenças na quantidade de tempo que a luz levava a alcançar as diferentes antenas da ASKAP conseguiu-se perceber de onde vinha. “A partir destas pequeninas diferenças de tempo – apenas uma fracção de um milésimo de milionésimo de segundo – identificámos a galáxia que aloja esta explosão”, indica Adam Deller, da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália, e outro dos autores do trabalho.

A origem da FRB 180924 é nos “subúrbios” de uma galáxia de tamanho médio a 3600 milhões de anos-luz da Terra. Mais exactamente, a casa de explosão de rádio fica a 13 mil anos-luz do centro dessa galáxia.

Uma vez localizada a proveniência dessa explosão, a equipa utilizou as observações dos telescópios Gemini Norte, do Very Large Telescope (que o Observatório Europeu do Sul tem no Chile) e de outro telescópio do Observatório Keck (no Havai) para saber mais sobre a galáxia de onde veio a FRB 180924. “A galáxia que aloja a FRB 180924 é lenticular ou um tipo primário de galáxia espiral com uma insignificante ou baixa formação de estrelas”, lê-se no artigo científico.

Um mapa a três dimensões

Sobre a precisão da localização da explosão, Keith Bannister faz uma comparação: “Se estivéssemos na Lua e olhássemos para a Terra com a mesma precisão, seríamos capazes de observar não apenas a cidade de onde a explosão teria vindo como também o seu quarteirão.”

E por que é que é importante saber de onde vieram estas explosões? Como ainda não se conhece o que as causa, localizar a proveniência das FRB poderá ser determinante para se esclarecer esse aspecto. Entre as várias hipóteses para o seu surgimento, estão os buracos negros e estrelas de neutrões extremamente magnéticas.

Até agora já conhecemos a casa de duas explosões rápidas de rádio, mas a equipa científica quer conhecer outras moradas das FRB. Ao fazer esta “tomografia cósmica”, pretende construir um mapa a três dimensões com a localização dos bariões (partículas formadas por três quarks, como os protões e os neutrões) existentes entre as galáxias. “Assim que tivermos uma grande amostra de explosões rápidas de rádio cujas distâncias sejam conhecidas, teremos também um novo método para medir a quantidade de matéria na rede cósmica”, diz Nicolas Tejos, da Pontifícia Universidade Católica de Valparaíso, no Chile, e também autor do trabalho. Afinal, conhecermos a morada destas brevíssimas explosões é só o começo de algo ainda maior.

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