Mais de 1,6 mil explosões cósmicas foram detectadas em 47 dias; entenda

Em artigo publicado nesta quarta-feira (13) na revista Nature, astrônomos descrevem um episódio extremo de explosões cósmicas vindas de rajadas rápidas de rádio (em inglês, fast radio burst ou FRB) registrado em 2019. Trata-se da maior série de eventos FRB já vista por cientistas, com um total de 1.652 explosões independentes detectadas durante 47 dias.

Para entender a descoberta, vale voltarmos um pouco a história. As primeiras FRBs foram detectadas em 2007. De lá para cá, os especialistas compreenderam que essas explosões cósmicas são emissões de ondas de rádio tão curtas quanto um milésimo de segundo e que, a cada instante, são capazes de produzir uma carga de energia equivalente a que o Sol gera em um ano.

Eles observaram ainda que uma pequena fração das FRBs se repetem, o que auxilia na identificação de galáxias que hospedam o fenômeno. Esse é o caso da FRB 121102, a primeira repetidora e bem localizada rajada rápida de rádio, descoberta em 2012. Também foi dela que saíram as mais de mil explosões reportadas no artigo liderado pela Academia Chinesa de Ciências.

Os astrônomos consideram que a FRB 121102 tem origem em uma galáxia anã a 3 bilhões de anos-luz da Terra e está associada a uma fonte persistente de rádio. Outro aspecto constatado é seu comportamento “sazonal”, difícil de prever. No trabalho publicado na Nature, a equipe utilizou o Telescópio de Rádio Esférico de Abertura (FAST) para obter mais informações sobre a FRB 121102 e percebeu que ela estava apresentando pulsos frequentes e brilhantes.

Entre 29 de agosto e 29 de outubro de 2019, foram detectadas 1.652 explosões cósmicas em 59,5 horas. "Esse é um número surpreendente", afirma, em comunicado da Universidade de Cornell, o pesquisador Shami Chatterje. "Até agora, astrônomos estimavam um punhado de explosões: algumas poucas, depois 10 e talvez 25. Mas agora estamos falando de mais de 1.600 explosões em 47 dias. É realmente dramático."

A cadência de cada explosão variou, mas 122 delas foram vistas em uma hora de pico, o que resultou na taxa mais alta já vista para qualquer rajada rápida de rádio. Graças a esse acontecimento, foi possível identificar uma energia característica de E0= 4.8 × 1037 erg. Abaixo desse valor, a geração de explosões ficou menos eficiente.

“A energia total adiciona mais 3,8% do que está disponível em um magnetar [estrela de nêutrons com alto magnetismo] e nenhuma periodicidade foi encontrada entre 1 milissegundo e 1000 segundos. Esses dois fatores restringem severamente a possibilidade de a FRB 121102 vir de um objeto isolado e compacto”, explica, em nota da Academia Chinesa de Ciências, o pesquisador Wang Pei.

Conforme pontuam no artigo, os especialistas defendem que a alta taxa de explosões implica que as rajadas tenham sido geradas por uma elevada eficiência radiativa, o que desfavorece mecanismos de emissão que precisam de muita energia. Além disso, devido à distribuição bimodal da energia, conclui-se que os pulsos mais fracos de FRB podem ser aleatórios na natureza, enquanto os mais fortes envolvem uma razão entre duas quantidades independentes.

Todos esses achados contribuem para que sejam determinadas, pela primeira vez, a energia e a distribuição de energia de qualquer FRB. Depois disso, o próximo passo será entender o motor central que alimenta esse fenômeno.

E o estudo também pode auxiliar os cientistas a desvendarem a resposta para uma pergunta fundamental: a causa das FRBs. Atualmente, acredita-se que elas sejam impulsionadas por fatores naturais. Por isso, pesquisadores do mundo inteiro investigam se elas podem ser influenciadas por buracos negros, exóticas estrelas de nêutrons hipermagnetizadas e cordas cósmicas deixadas pelo Big Bang.