Astrônomos descobrem rajadas de rádio rápidas massivamente poderosas atravessando a galáxia próxima

Três novas rajadas rápidas de rádio detectadas pelo telescópio Westerbork mostraram ter perfurado o halo de nossa vizinha galáxia Triangulum. Elétrons invisíveis nesta galáxia deformam os FRBs. A partir de novas imagens ao vivo nítidas, os astrônomos foram capazes de estimar o número máximo de átomos invisíveis na galáxia Triangulum pela primeira vez. Créditos das fotos: ASTRON/Futselaar/van Leeuwen

Depois de atualizar o conjunto de radiotelescópios em Westerbork, Holanda, os astrônomos encontraram cinco novas rajadas rápidas de rádio. As imagens telescópicas, muito mais nítidas do que era possível anteriormente, mostraram que várias explosões perfuraram nossa vizinha Galáxia do Triângulo. Isso permitiu que os astrônomos determinassem o número máximo de átomos invisíveis nesta galáxia pela primeira vez.

Explosões rápidas de rádio, FRBs, estão entre as explosões mais brilhantes do universo. As rajadas emitem principalmente ondas de rádio. Os flashes são tão poderosos que os radiotelescópios podem vê-los a mais de quatro bilhões (!) de anos-luz de distância. Essa visibilidade sustentada em distâncias tão grandes significa que as rajadas contêm imensas quantidades de energia. Quando começa, um único FRB contém dez trilhões de vezes (dez milhões de vezes um milhão) vezes o uso anual de energia de toda a população mundial.

Essa gigantesca geração de energia torna os FRBs extremamente interessantes. Muitos astrônomos acreditam que são emitidos por estrelas de nêutrons. A densidade e a força do campo magnético dessas estrelas extremamente compactas são únicas no universo. Ao estudar os flashes, os astrônomos esperam entender melhor as propriedades fundamentais da matéria que compõe o universo. Mas estudar esses flashes é difícil. Ninguém sabe onde no céu a próxima explosão vai começar. E um FRB dura apenas um milissegundo: se você piscar, vai perder.

Alimentado por novos receptores e um novo supercomputador (o Apertif Radio Transient System, ARTS), Westerbork descobriu agora cinco novos FRBs. Ele também os localizou imediatamente, diz o investigador principal Joeri van Leeuwen (ASTRON): “Agora temos um instrumento com um campo de visão muito amplo e uma visão muito nítida. E tudo isso ao vivo. Isso é novo e empolgante.”

Anteriormente, radiotelescópios como Westerbork avistavam FRBs com os olhos compostos de uma mosca. As moscas podem ver em todas as direções, mas embaçadas. A atualização de Westerbork é como cruzar os olhos de uma mosca com os de uma águia. O supercomputador ARTS combina continuamente imagens de doze pratos Westerbork para criar uma imagem nítida em um vasto campo de visão. “Você não pode simplesmente comprar os componentes eletrônicos complexos de que precisa para fazer isso”, diz o arquiteto de sistemas Eric Kooistra (ASTRON). “Nós mesmos projetamos a maior parte do sistema com uma grande equipe. O resultado é uma máquina de última geração, uma das mais potentes do mundo.”

Empalando Galáxias

Os astrônomos querem entender como e por que os FRBs ficam tão brilhantes. Os flashes também são interessantes porque atravessam outras galáxias a caminho da Terra. Os elétrons nessas galáxias, que geralmente são quase invisíveis, distorcem os flashes. Rastrear elétrons invisíveis e os átomos que os acompanham é importante porque a maior parte da matéria do universo é escura e ainda sabemos pouco sobre ela. Até agora, os radiotelescópios só conseguiram mostrar aproximadamente onde ocorreu um FRB. O supercomputador ARTS agora permite que Westerbork identifique a localização exata de um FRB. Van Leeuwen: “Mostramos que três das FRBs que descobrimos empalaram nossa vizinha, a galáxia Triangulum! Isso nos permitiu contar o número máximo de elétrons invisíveis nesta galáxia pela primeira vez. Um resultado fantástico.”

Referência: “The Apertif Radio Transient System (ARTS): Design, Comissionamento, Data Release e Detection of the first five fast radio bursts” por Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves, Yogesh Maan , Inés Pastor-Marazuela, Emily Petroff, Daniel van der Schuur, Alessio Sclocco, Samayra M. Straal, Dany Vohl, Stefan J. Wijnholds, Elizabeth AK Adams, Björn Adebahr, Jisk Attema, Cees Bassa, Jeanette E. Bast, Anna Bilous , Willem JG de Blok, Oliver M Boersma, Wim A van Cappellen, Arthur HWM Coolen, Sieds Damstra, Helga Dénes, Ger NJ van Diepen, David W Gardenier, Yan G Grange, André W Gunst, Kelley M. Hess, Hanno Holties, Thijs van der Hulst, Boudewijn Hut, Alexander Kutkin, G. Marcel Loose, Danielle M. Lucero, Ágnes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morganti, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Menno J. Norden, Tom A Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R de Reijer, Arno P Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W Zanting e Jacob Ziemke12 de abril de 2023 , Astronomia e Astrofísica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244107