Encontrada origem de curiosa rajada de rádio no espaço sideral

Há muito tempo, em uma galáxia muito, muito distante, algo misterioso lançou uma rajada de ondas de rádio no cosmos. Em setembro passado, esse pulso intenso foi captado por uma série de radiotelescópios no oeste do interior da Austrália. Embora a efêmera emissão tenha durado meros milissegundos, os cientistas conseguiram localizar a origem da rajada de rádio: uma galáxia a uma distância aproximada de quatro bilhões de anos-luz na constelação de Grus, o grou.

Apesar de os astrônomos terem visto centenas desses pulsos cósmicos na última década, o último estudo é o primeiro a captar uma única rajada em ação e posteriormente identificar sua origem. Em tese, descobrir de onde vêm essas chamadas rajadas rápidas de rádio (FRBs) ajudaria os cientistas a identificar o tipo de mecanismo que alimenta essas explosões extremas.

“A localização é crucial”, afirma Keith Bannister, da Organização de Pesquisa da Comunidade Científica e Industrial da Austrália, que divulga a procedência da rajada hoje no periódico Science. “Espero que as próximas localizações mostrem a diversidade do fenômeno com que estamos lidando, o que ajudará os teóricos a entender o que está ocorrendo”.

Por ora, entretanto, essa última observação só aumentou o mistério.

“Não sei se estamos mais perto de compreender o que são as FRBs, porém essa observação nos aproximou da possibilidade de obtermos um panorama mais completo”, afirma Emily Petroff, da Universidade de Amsterdã, uma das maiores especialistas em rajadas rápidas de rádio.

Uma grande explosão

Rajadas rápidas de rádio causaram alvoroço pela primeira vez há cerca de uma década, quando Duncan Lorimer, astrônomo da Universidade da Virgínia Ocidental identificou uma erupção de ondas de rádio com duração de fração de segundos nos dados coletados pelo Observatório Parkes da Austrália. Na época, alguns astrônomos estavam céticos de que a rajada tivesse origem cósmica — seu lampejo tinha tanta força e parecia vir de tão longe que muitos astrônomos suspeitaram ser um sinal terrestre mascarado de um fenômeno intergaláctico exótico.

Contudo surgiram mais rajadas, algumas avistadas por diferentes telescópios, e os astrônomos começaram a buscar ativamente as origens distantes das rajadas. As primeiras teorias incluíram buracos negros em evaporação, cataclismos cósmicos, estrelas mortas densas — e sim: extraterrestres inteligentes. No entanto as rajadas eram tão transitórias que captá-las e estudá-las era uma tarefa complexa.

Então, em 2016, os astrônomos que utilizavam o Observatório Arecibo em Porto Rico anunciaram que uma rajada, denominada FRB 121102, simplesmente continuou a se repetir. Ao contrário das demais, a FRB 121102 ainda não encerrou e, em 2017, os cientistas finalmente a localizaram em uma pequena e estranha mancha de uma galáxia-anã a uma distância aproximada de três bilhões de anos-luz.

Agora, uma das principais teorias sobre essas rajadas é que sejam estrelas de nêutrons jovens e extremamente magnéticas chamadas de magnetares, cadáveres de sóis antes imensos que viveram por pouco tempo e levaram um tempo para morrer. Mas apesar de centenas de rajadas rápidas de rádio agora serem captadas por telescópios na Austrália, Rússia, Estados Unidos e Canadá, suas origens ainda permanecem fundamentalmente desconhecidas.

Uma nova esperança

É por isso que Bannister e seus colegas estavam ansiosos para mirar o radiotelescópio Australian Square Kilometer Pathfinder Array para o céu e procurar esses fenômenos astrofísicos passageiros.

Com 36 antenas parabólicas de rádio espalhadas por mais de cinco quilômetros quadrados, os astrônomos puderam aproveitar pequenos atrasos na chegada da rajada em diferentes antenas parabólicas para ajudar a identificar sua localização no céu. E, em 24 de setembro de 2018, durante a execução de software especial projetado para localizar as rajadas únicas, o telescópio encontrou sua origem, agora conhecida como FRB 180924.

Observações posteriores com telescópios ópticos no Havaí e no Chile ajudaram a equipe a identificar que a rajada se originava em uma galáxia a uma distância aproximada de 3,6 bilhões de anos-luz. Especificamente, a rajada parte da periferia de uma grande galáxia, possivelmente espiral, talvez bem semelhante à Via-Láctea quando mais jovem.

“A galáxia hospedeira é bastante ordinária”, afirma Bannister. “A maioria das estrelas do universo vivem em galáxias como essa. Então, é bem comum para uma estrela, mas é bastante diferente da hospedeira da FRB 121102”.

A galáxia tem aproximadamente mil vezes mais massa que a estranha anã embaçada de onde é emitida a FRB 121102 e que forma estrelas a um ritmo muito mais lento, o que significa que as estrelas que morreram recentemente como as magnetares não deveriam existir em absoluto nessa região porque as grandes estrelas expandidas que se contraem em corpos estelares densos normalmente vivem em regiões onde as estrelas se formam mais a uma velocidade maior.

“É incompreensível a tamanha diferença entre essas galáxias, mas acho que isso significa que ainda temos muito a aprender sobre as hospedeiras de FRBs”, afirma Petroff. “De certa forma, é um alívio para mim o fato de que essa rajada não estava em uma galáxia-anã como a hospedeira da FRB 121102 — teria sido fácil demais”.

E o que os astrônomos farão agora? Com mais rajadas captadas, cartógrafos intergalácticos passarão a seguir lampejos de rádio até sua origem e então, esperam eles, começarão a desvendar cada vez mais a intricada história das rajadas rápidas de rádio. Bannister e outros cientistas suspeitam que, no fim, talvez descubram que mais de um mecanismo cósmico alimente uma rajada.

“Acredito mais na explicação de ‘várias origens para produzir uma FRB’” afirma Bannister. “Os cientistas possuem, de certo modo, um desejo (oculto) de unir tudo… mas, às vezes, a natureza nos surpreende”.