Explosões de rádio ultrarrápidas desconhecidas reaparecem em tempo real

Abrangendo centenas de metros em uma circunferência aberta, deixando uma marca quase vazia na superfície da Terra, o Observatório de Arecibo, em Porto Rico, parece produzir para um observador aéreo a mesma aparência que as crateras da Lua fazem para o olho humano quando observadas da Terra. Considerando que é um dos maiores do planeta, o Observatório de Arecibo é também um dos poucos telescópios que se esforça para preparar o caminho para uma compreensão mais profunda do campo em grande parte desconhecido do espaço extragaláctico. Embora não seja tão demorado na quantidade de espaço físico que domina, o Observatório Parkes, na Austrália (medindo modestos 64 m de diâmetro), também tem gerado muito interesse entre a comunidade astrofísica há quase uma década. 

Isto se deve em grande parte ao astrofísico Duncan Lorimer, que foi um dos pesquisadores originais do Observatório Parkes a ter descoberto um tipo único e raro de atividade espacial: explosões de rádio ultrarrápidas que provinham, como os dados sugerem, de um local distante e distante. localização muito distante fora da nossa Via Láctea.

Tudo começou em 2007, quando Lorimer e a sua equipa estavam a vasculhar registos antigos de dados do telescópio de 2001 e, por sorte, encontraram uma onda de rádio aleatória, única e muito intensa de fonte desconhecida. Esta onda de rádio singular, embora durasse apenas um milissegundo, emitia mais energia do que o Sol emitiria num milhão de anos. A estranheza desta FRB (rajada rápida de rádio) só pareceu chamar mais atenção à medida que a equipe começou a estudar de onde exatamente veio esse evento poderoso e de duração de milissegundos. 

Por meio de uma medição do efeito colateral astronômico chamado dispersão de plasma - um processo que essencialmente determina a quantidade de elétrons com os quais as ondas de rádio entraram em contato ao longo de seu caminho até a atmosfera terrestre - eles determinaram que essas rajadas rápidas de rádio haviam viajado de muito além dos perímetros da nossa galáxia. Na verdade, as medições de dispersão indicaram que a rápida explosão de rádio observada em 2011 teve origem a mais de mil milhões de anos-luz de distância. Para colocar isto em perspectiva, a nossa galáxia mede apenas 120,000 anos-luz de diâmetro. Essas ondas foram vistas vindo de 5.5 bilhões de anos-luz de distância.

Por mais excitante que esta descoberta possa ter parecido na altura para a comunidade astrofísica, os registos mais recentes de explosões rápidas de rádio, que foram mais uma vez detectadas no Observatório Parkes, na Austrália, começam a preencher outra peça importante deste puzzle extragaláctico. A equipe na Austrália não apenas registrou uma das sete rajadas rápidas de rádio (até onde sabemos) dos últimos 10 anos, mas também conseguiu captar o evento em tempo real. Devido à sua preparação, a equipe foi capaz de alertar outros telescópios ao redor do mundo para direcionar seu foco para a parte correta do céu e realizar varreduras subsidiárias nas explosões para ver quais comprimentos de onda (se houver) poderiam ser detectados. 

A partir dessas observações, os cientistas aprenderam informações importantes que podem não nos dizer exatamente de onde ou de onde vêm os FRB, mas desacreditam o que não são. Alguns argumentariam que saber o que algo não é é tão importante quanto saber o que é, especialmente quando se está lidando com a matéria potencialmente escura, já que se sabe muito menos sobre este tópico do que qualquer outra faculdade no espaço.

Quando há uma grande ausência de conhecimento, teorias científicas sólidas e absurdas certamente surgirão. Esse foi o caso das misteriosas explosões de rádio, onde Lorimer previu que a situação só irá proliferar na próxima década, afirmando que “por um tempo, haverá mais teorias do que explosões individuais detectadas”. 

Ele até foi ouvido apoiando a conjectura de que essas explosões poderiam até ser um sinal de inteligência extraterrestre. Duncan Lorimer, o astrofísico que liderou a equipe do Observatório Parkes e que desde então recebeu o nome dos FRB, foi ouvido brincando com a noção de que essas ondas poderiam ser o resultado de algum marciano amigável tentando dizer um 'olá' matinal. de alguma galáxia distante e distante. Lorimer foi citado durante uma entrevista à NPR, dizendo que “houve até discussões na literatura sobre assinaturas de civilizações extraterrestres”, embora ele ainda não tenha confirmado se apoia totalmente essas alegações. 

Na verdade, a maioria da comunidade científica parece um pouco hesitante em atribuir qualquer peso a estas, ou a qualquer outra, especulações, pois são apenas isso; teorias sem qualquer prova sólida.

Antes mesmo que houvesse qualquer teoria a contestar, no entanto, os cientistas acreditavam amplamente (até recentemente) que as FRBs que Lorimer havia coletado originalmente a partir dos dados de 2001 tinham uma causa e uma localização que eram muito mais locais no terreno e ainda menos originais. na origem. Embora Lorimer e a sua equipa tenham recolhido uma instância de uma FRB a partir dos seus dados de 2011, não houve outras ocorrências registadas destas ondas de rádio a serem produzidas a partir do conjunto de dados do Observatório Parkes ou de quaisquer outros dispositivos semelhantes em todo o mundo. E como os cientistas são conhecidos por serem altamente céticos em relação a qualquer relatório ou estudo produzido sem algum tipo de confirmação de terceiros, as explosões de Lorimer foram descartadas como sendo um acaso da tecnologia que as detectou pela primeira vez. Essa suspeita pareceu apenas aumentar quando, em 2013, outras quatro explosões foram detectadas pelo telescópio Parkes, mas desta vez os FRBs exibiram características que atraíram muitas semelhanças incômodas com uma interferência de rádio conhecida por ser de origem terrestre: os perytons.

Os cientistas conseguiram concluir, a partir das medidas de alta dispersão das explosões de Lorimer, que elas eram provenientes de uma região astronômica. A ciência técnica por detrás desta medição, que ajudará a compreender porque é que estas ondas foram confundidas com perítons, é na verdade bastante simples. Quanto mais longe um objeto estiver, mais plasma ele terá para interagir (ou seja, íons carregados), o que muitas vezes resulta em um espectro disperso, o que significa que as frequências mais lentas chegarão depois das mais rápidas. O espaço entre esses tempos de chegada normalmente indicará uma fonte de origem que está dentro ou fora dos perímetros de nossa galáxia. Este tipo de espectro de dispersão geralmente não ocorre com objetos encontrados em nossa galáxia, exceto no caso incomum dos perítons. Embora zombando do comportamento de uma fonte que vem do espaço extragaláctico, os perítons são na verdade de origem terrestre e, como as explosões de Lorimer, só foram observados pelo Observatório Parkes. 

Agora você pode começar a ver como os cientistas que originalmente propuseram que a fonte das FRBs fosse de origem celestial estavam começando a ser desfeitos por sua própria tecnologia, uma falha simples que só pode ser atribuída à falta de diversidade em suas amostragens. Os descrentes e os opositores estavam rapidamente a tornar-se cada vez mais hesitantes em conceder a estas ondas o estatuto extragaláctico, tanto quanto um evento único, até terem confirmado avistamentos destas ondas a partir de outro telescópio num local separado. Lorimer até concordou que as suas descobertas não receberiam o tipo de legitimidade científica que a comunidade exige até que a confirmação de outro observatório fosse registada usando “diferentes grupos [e], diferentes equipamentos”.

Em Novembro de 2012, as orações desesperadas de Lorimer e de outros investigadores que acreditavam que estas FRBs vinham de fora da nossa galáxia tiveram a sua resposta. FRB12110, uma explosão rápida de rádio do mesmo tipo relatada na Austrália, foi detectada no Observatório de Arecibo, em Porto Rico. A distância entre Porto Rico e a Austrália - aproximadamente 17,000 quilômetros - é exatamente o tipo de espaço que os pesquisadores esperavam colocar entre os avistamentos de FRBs. Eles agora poderiam confirmar que esses comprimentos de onda alienígenas não eram uma anomalia do telescópio Parkes ou de sua localização.

Agora que estas FRBs provaram a sua legitimidade no estudo da astrofísica, o próximo passo é descobrir de onde realmente vêm estas explosões e o que as está a causar. Os testes no telescópio SWIFT confirmaram a existência de 2 fontes de raios X presentes na direção da FRB, mas fora isso, nenhum outro comprimento de onda foi detectado. Ao não detectar qualquer outro tipo de actividade no espectro dos outros comprimentos de onda, os cientistas conseguiram excluir muitas outras teorias concorrentes de serem consideradas explicações válidas para as origens da FRB. 

Além de não observarem estas explosões em qualquer outro comprimento de onda, descobriram que as FRBs eram polarizadas circularmente em vez de lineares, indicando que também deviam estar na presença de algum campo magnético poderoso. Através do processo de eliminação, os cientistas conseguiram dividir as possíveis fontes destas explosões em três categorias: buracos negros em colapso (agora conhecidos como blitzars), explosões gigantes produzidas a partir de magnetares (estrelas de nêutrons com um campo magnético elevado), ou que eles são o resultado de colisões entre estrelas de nêutrons e buracos negros. Todas as três teorias têm potencial para serem válidas neste momento, já que as informações que não sabemos sobre essas explosões poderosas ainda superam o conhecimento que catalogamos.