A fonte improvável de uma explosão de rádio rápida pode ser um aglomerado de estrelas antigas

A fonte improvável de uma explosão de rádio rápida pode ser um aglomerado de estrelas antigas

20 de julho de 2022 0 Por ucrhyan
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Sua origem desafia suposições sobre o que causa esses sinais enigmáticos

Um aglomerado de estrelas antigas orbitando a galáxia M81 (ilustrado) abriga uma fonte enigmática de explosões repetidas de ondas de rádio, desafiando as teorias sobre o que causa essas explosões.

Em uma galáxia não tão distante, os astrônomos localizaram uma fonte surpreendente de um misterioso e rápido sinal de rádio.

O sinal, uma explosão de rádio rápida e repetida, ou FRB, foi observada ao longo de vários meses em 2021, permitindo que os astrônomos identificassem sua localização em um aglomerado globular – um aglomerado esférico de estrelas – em M81, uma galáxia espiral massiva de 12 milhões de luz. anos de distância. As descobertas, publicadas em 23 de fevereiro na Nature, estão desafiando as suposições dos astrônomos sobre quais objetos criam FRBs.

“Esta é uma descoberta muito revolucionária”, diz Bing Zhang, astrônomo da Universidade de Nevada, Las Vegas, que não esteve envolvido no estudo. “É emocionante ver um FRB de um aglomerado globular. Esse não é o lugar favorito que as pessoas imaginavam.”

Os astrônomos estão intrigados com esses misteriosos sinais de rádio cósmicos, que normalmente duram menos de um milissegundo, desde sua descoberta em 2007 (SN: 25/07/14). Mas em 2020, um FRB foi visto em nossa própria galáxia, ajudando os cientistas a determinar que uma fonte deve ser magnetares – estrelas de nêutrons jovens e altamente magnetizadas com campos magnéticos um trilhão de vezes mais fortes que os da Terra (SN: 6/4/20).

As novas descobertas são uma surpresa porque os aglomerados globulares abrigam apenas estrelas antigas – algumas das mais antigas do universo. Magnetares, por outro lado, são núcleos densos remanescentes jovens, tipicamente criados a partir da morte de estrelas massivas de curta duração. Acredita-se que os núcleos magnetizados perdem a energia necessária para produzir FRBs após cerca de 10.000 anos. Aglomerados globulares, cujas estrelas têm em média muitos bilhões de anos, são muito velhos para terem tido uma morte estelar jovem o suficiente para criar esse tipo de magnetar.

Para identificar o FRB, o astrônomo Franz Kirsten e seus colegas usaram uma rede de 11 radiotelescópios espalhados pela Europa e Ásia para capturar cinco rajadas da mesma fonte. Combinando as observações de rádio, os astrônomos conseguiram se concentrar nas origens do sinal, descobrindo que era quase certamente de dentro de um aglomerado globular.

“Esta é uma descoberta muito emocionante porque foi completamente inesperada”, diz Kirsten, do ASTRON, o Instituto Holandês de Radioastronomia, baseado no Observatório Espacial Onsala, na Suécia.

O novo FRB ainda pode ser causado por um magnetar, propõe a equipe, mas que se formou de uma maneira diferente, como de estrelas antigas comuns em aglomerados globulares. Por exemplo, este magnetar pode ter sido criado a partir de um núcleo estelar remanescente conhecido como anã branca que reuniu muito material de uma estrela companheira, causando seu colapso.

“Este é um canal de formação [magnetar] que foi previsto, mas é difícil de ver”, diz Kirsten. “Ninguém realmente viu um evento como esse.”

Alternativamente, o magnetar poderia ter sido formado a partir da fusão de duas estrelas – como um par de anãs brancas, um par de estrelas de nêutrons ou uma de cada – em órbita próxima uma da outra, mas esse cenário é menos provável, diz Kirsten. Também é possível que a fonte FRB não seja um magnetar, mas um pulsar de milissegundo muito energético, que também é um tipo de estrela de nêutrons que pode ser encontrada em um aglomerado globular, mas que possui um campo magnético mais fraco.

Até o momento, apenas algumas fontes FRB foram identificadas com precisão e suas localizações estão todas dentro ou próximas a regiões de formação de estrelas nas galáxias. Além de adicionar uma nova fonte de FRBs, as descobertas sugerem que magnetares criados a partir de algo diferente da morte de estrelas jovens podem ser mais comuns do que o esperado.