Bolhas de plasma e magnetares iluminam mistérios de rajadas rápidas de rádio
Um novo estudo descobriu a
origem da emissão persistente de radiação observada em alguns sinais rápidos de
rádio (FRBs) no espaço profundo.
Uma representação artística de um
magnetar cercado pela nebulosa responsável pela emissão de rádio contínua
associada a algumas explosões rápidas de rádio cósmicas. Crédito: S. Dagnello,
NSF/AUI/NRAO
Pesquisas recentes sugerem que
essas emissões persistentes podem ser explicadas por bolhas de plasma formadas
por magnetars ou sistemas binários de raios-X, fornecendo uma compreensão mais
profunda desses enigmas cósmicos.
Uma equipe internacional de
cientistas revelou uma nova pista na busca para entender o que gera alguns dos
sinais rápidos de rádio – explosões cósmicas violentas no espaço profundo que
liberam uma quantidade de energia equivalente à produção anual do nosso Sol em
apenas milissegundos.
Desvendando o Mistério dos
FRBs:
Os FRBs foram descobertos há
pouco mais de uma década e continuam sendo um dos eventos mais misteriosos do
universo. Apesar de muitas pesquisas, os mecanismos exatos que causam esses
sinais ainda são desconhecidos. No entanto, em alguns casos, o breve flash de
um FRB é acompanhado por uma emissão de rádio mais fraca e persistente.
Um novo estudo revelou que bolhas
de plasma provavelmente geram essa emissão persistente de radiação após o flash
inicial de alguns FRBs. A pesquisa, liderada pelo Instituto Nacional de
Astrofísica da Itália (INAF) e uma equipe internacional de cientistas,
incluindo o astrofísico Bing Zhang, da Universidade de Nevada, Las Vegas
(UNLV), foi publicada recentemente na revista *Nature*.
Avanços Observacionais:
Os pesquisadores se concentraram
no FRB20201124A, um sinal rápido de rádio descoberto em 2020 cuja origem está a
cerca de 1,3 bilhão de anos-luz da Terra. O FRB foi capturado em observações
pelo Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) no Novo México, o radiotelescópio
mais sensível do mundo atualmente, juntamente com outros telescópios ao redor
do globo. Essa combinação permitiu que os cientistas construíssem um panorama
completo do FRB e de sua galáxia hospedeira.
“Conseguimos demonstrar, por meio
de observações, que a emissão persistente observada junto com alguns sinais
rápidos de rádio se comporta conforme esperado pelo modelo de emissão nebular,
ou seja, uma ‘bolha’ de gás ionizado que envolve a fonte central,” explica
Gabriele Bruni, pesquisador do INAF e autor principal do estudo. “Através de
observações de rádio de um dos sinais mais próximos de nós, conseguimos medir a
fraca emissão persistente vinda da mesma localização do FRB, ampliando o
alcance de fluxo de rádio explorado até agora para esses objetos em duas ordens
de magnitude.”
Implicações Teóricas e
Pesquisas Futuras:
Essas observações sugerem que as
fontes centrais desses FRBs poderiam ser magnetars, estrelas de nêutrons
extremamente densas e com os campos magnéticos mais poderosos do universo. Como
os magnetars ocasionalmente produzem explosões de raios-X devido à dissipação
de seus campos magnéticos, eles são vistos como fontes plausíveis para
alimentar os FRBs. Outra possibilidade é que sejam impulsionados por sistemas
binários de raios-X com alta taxa de acreção, que consistem em uma estrela de
nêutrons ou um buraco negro que atrai matéria de estrelas companheiras em taxas
muito altas.
Segundo os pesquisadores, os
ventos produzidos por um magnetar ou por um sistema binário de raios-X seriam
capazes de “soprar” a bolha de plasma que leva à emissão persistente de rádio.
“De acordo com nossa teoria, o
brilho das fontes de rádio persistentes deve escalar linearmente com a medida
de rotação de Faraday, um parâmetro que mede a intensidade e a densidade do
meio ao redor da fonte do FRB,” disse Bing Zhang, coautor do estudo e professor
na UNLV. “O que observamos está em boa concordância com os modelos de previsão,
sugerindo um quadro consistente para as fontes de FRBs conhecidas.”
Conclusão e Próximos
Passos:
Embora a maioria dos FRBs não
apresente uma emissão persistente detectável, os pesquisadores afirmam que
entender a natureza dessa emissão é crucial para solucionar o enigma sobre as
origens dessas fontes cósmicas misteriosas.
“As fontes de rádio persistentes
para a maioria dos FRBs são previstas para serem fracas demais para serem
detectadas, o que é consistente com nossa teoria,” disse Zhang. “Detectar mais
bolhas de rádio ao redor de FRBs próximos com ambientes mais magnetizados
testará ainda mais nossa teoria e nos levará um passo mais próximo de entender
a natureza e a origem dos FRBs.”
Fonte: scitechdaily.com
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