FRB estranho levanta novas questões

 Astrónomos encontraram apenas o segundo exemplo de um FRB (sigla inglesa para "Fast Radio Burst") altamente ativo com uma fonte compacta de emissão de rádio mais fraca, mas persistente entre surtos.

Impressão de artista de uma estrela de neutrões com um campo magnético ultra-forte, chamado magnetar, que emite ondas de rádio (vermelho). Os magnetares são um candidato principal para o que gera FRBs. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

A descoberta levanta novas questões sobre a natureza destes misteriosos objetos e também sobre a utilidade como ferramentas para o estudo da natureza do espaço intergaláctico. Os cientistas utilizaram o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation) e outros telescópios para estudar o objeto, descoberto pela primeira vez em 2019. 

O objeto, chamado FRB 190520, foi encontrado pelo FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) na China. Uma explosão no objeto ocorreu no dia 20 de maio de 2019 e foi encontrada em dados desse telescópio em novembro desse ano. Observações de acompanhamento com o FAST mostraram que, ao contrário de muitos outros FRBs, este emite frequentes e repetidas explosões de ondas de rádio. 

Observações com o VLA em 2020 assinalaram a localização do objeto e isso permitiu observações no visível com o telescópio Subaru no Hawaii para mostrar que se encontra nos arredores de uma galáxia anã a quase 3 mil milhões de anos-luz da Terra. As observações do VLA também descobriram que o objeto emite constantemente ondas de rádio mais fracas entre surtos. 

A região do FRB 190520, no visível, com a imagem VLA do FRB a alternar entre o objeto com surto e sem surto. Crédito: Niu, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; CFHT

"Estas características fazem com que este se pareça muito com o primeiro FRB cuja posição foi determinada - também pelo VLA - em 2016", disse Casey Law do Caltech. Esse desenvolvimento foi um grande avanço, fornecendo as primeiras informações sobre o ambiente e distância de um FRB. No entanto, a sua combinação de explosões repetidas e emissão de rádio persistente entre explosões, vindas de uma região compacta, distinguiu o objeto de 2016, chamado FRB 121102, de todos os outros FRBs conhecidos até agora. 

"Agora temos dois e isso levanta algumas questões importantes," disse Law. Law faz parte de uma equipe internacional de astrónomos que relatam as suas descobertas na revista Nature. As diferenças entre FRB 190520 e FRB 121102 e todos os outros reforçam uma possibilidade sugerida anteriormente de que podem haver dois tipos diferentes de FRBs. 

"Serão os que se repetem diferentes dos que não o fazem? E quanto à emissão persistente no rádio - será que é comum?" disse Kshitij Aggarwal, estudante na Universidade da Virgínia Ocidental. 

Os astrónomos sugerem que podem haver dois mecanismos diferentes que produzem FRBs ou que os objetos que os produzem podem agir de forma diferente em fases diferentes da sua evolução. Os principais candidatos às fontes de FRBs são as superdensas estrelas de neutrões que restam depois de uma estrela massiva explodir como uma supernova, ou estrelas de neutrões com campos magnéticos ultra-fortes, chamadas magnetares. 

Uma característica de FRB 190520 põe em causa a utilidade dos FRBs como ferramentas para o estudo do material entre eles e a Terra. Os astrónomos analisam frequentemente os efeitos do material interveniente sobre as ondas de rádio emitidas por objetos distantes para aprenderem mais sobre esse material ténue propriamente dito. Um desses efeitos ocorre quando as ondas de rádio passam pelo espaço que contém eletrões livres. Nesse caso, as ondas de frequência mais alta viajam mais depressa do que as ondas de frequência mais baixa. 

Este efeito, denominado dispersão, pode ser medido para determinar a densidade de eletrões no espaço entre o objeto e a Terra, ou, caso a densidade de eletrões seja conhecida ou assumida, fornecer uma estimativa aproximada da distância ao objeto. O efeito é frequentemente utilizado para fazer estimativas da distância a pulsares. 

Isso não funcionou para FRB 190520. Uma medição independente da distância com base no desvio Doppler da luz da galáxia provocado pela expansão do Universo colocou a galáxia a quase 3 mil milhões de anos-luz da Terra. No entanto, o sinal da explosão mostra uma quantidade de dispersão que normalmente indicaria uma distância de aproximadamente 8 a 9,5 mil milhões de anos-luz. 

"Isto significa que há muito material perto do FRB que confundiria qualquer tentativa de o utilizar para medir o gás entre galáxias," disse Aggarwal. "Se for esse o caso para outros, então não podemos contar com a utilização de FRBs como padrões cósmicos," acrescentou. 

Os astrónomos especularam que FRB 190520 pode ser um "recém-nascido", ainda rodeado por material denso ejetado pela explosão da supernova que deixou para trás a estrela de neutrões. À medida que esse material eventualmente se dissipa, a dispersão do sinal dos surtos também diminuiria. No cenário do "recém-nascido", disseram, as explosões repetidas também poderiam ser uma característica dos FRBs mais jovens e diminuir com a idade. 

"O campo dos FRBs está a mover-se muito rapidamente neste momento e novas descobertas estão a sair mensalmente. No entanto, ainda subsistem grandes questões e este objeto está a dar-nos pistas desafiantes sobre essas questões," disse Sarah Burke-Spolaor, também da Universidade da Virgínia Ocidental.

Fonte: Astronomia OnLine