Explosão de rádio cósmica apanhada em flagrante

2015-01-20

Representação esquemática do radiotelescópio Parkes do CSIRO a receber o sinal polarizado da nova explosão de rádio rápida. Crédito: Swinburne Astronomy Productions.
Através do radiotelescópio Parkes, de 64 m, da CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), no leste da Austrália, os astrónomos observaram, pela primeira vez, em directo, uma explosão de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
rápida - um curto e intenso flash de ondas de rádio proveniente de uma fonte desconhecida.

A descoberta vem publicada na edição de 19 de Janeiro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Com duração de apenas alguns milissegundos, a primeira explosão de rádio rápida ou FRB (fast radio burst) foi descoberta em 2007 por astrónomos que analisavam um conjunto de emissões de rádio provenientes objectos não relacionados.

Outras seis explosões, vindas aparentemente de fora da nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
, foram já encontradas com o Parkes, e uma sétima com o telescópio de Arecibo, em Porto Rico.

"Estas explosões foram em geral descobertas semanas, meses ou mesmo mais de uma década após terem acontecido! Somos os primeiros a detectar uma em tempo real", disse Emily Petroff, estudante de doutoramento orientada pelo CSIRO e pela Swinburne University of Technology, em Melbourne, Austrália, que é uma instituição que faz parte do CAASTRO (ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics).

Acreditando que iria detectar uma explosão em tempo real, Petroff tinha uma equipa internacional pronta a fazer observações de acompanhamento, em comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
que vão desde o rádio aos raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
.

Depois de Parkes ter detectado a explosão, a equipa entrou em acção usando doze telescópios em diversas partes do globo - Austrália, Califórnia, Ilhas Canárias, Chile, Alemanha, Havai e Índia - e também no espaço.
Não foi detectado qualquer sinal no óptico, infravermelho
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
, ultravioleta
ultravioleta
O ultravioleta á a banda do espectro electromagnético que cobre a gama de comprimentos de onda entre os 91,2 e os 350 nanómetros. Esta radiação é largamente bloqueada pela atmosfera terrestre.
ou equivalente de raios-X.

"Isto, por si só, permite excluir alguns fenómenos candidatos, como explosões longas de raios gama
raios gama
Os raios gama são a componente mais energética e mais penetrante de toda a radiação electromagnética. Os fotões gama possuem energias elevadíssimas, tipicamente superiores a 10 keV, às quais correspondem comprimentos de onda inferiores a umas décimas do Ångstrom. Este tipo de radiação é, por exemplo, emitido espontaneamente por núcleos atómicos de algumas substâncias radioactivas.
e supernovas
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
próximas," disse Mansi Kasliwal, do Instituto Carnegie, em Pasadena, Califórnia, membro da equipa. Acrescentou que são ainda candidatos: fulguração
fulguração
Uma fulguração é uma libertação de energia de forma explosiva da qual resulta um aumento rápido do brilho do astro no qual ocorre. São exemplo deste tipo de fenómenos as fulgurações solares, associadas às manchas solares, bem como as fulgurações de raios-X, que ocorrem em estrelas de neutrões, e de raios gama, que se sabe estarem relacionadas com as explosões de supernova.
curtas ou de baixa energia de raios gama, fulgurações gigantescas de magnetares distantes, bem como implosões de estrelas de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
.

Uma das grandes incógnitas das explosões de rádio rápidas é a distância a que ocorrem. As características do sinal de rádio – a forma como foi dispersado em termos de frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
por viajar através do espaço - indicam que a nova explosão teve origem a uma distância de até 5,5 mil milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
.

"Isto significa que pode ter libertado tanta energia em escassos milissegundos como o Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
durante um dia", disse Daniele Malesani, da Universidade de Copenhaga, membro da equipa.

A explosão deixou outra pista sobre a sua identidade, embora intrigante: o sistema de detecção em tempo real do Parkes captou a polarização da emissão - algo que não tinha sido registado em explosões anteriores. A polarização pode ser interpretada como a direcção em que vibram as ondas electromagnéticas e pode ser linear ou circular. Mais de 20% da emissão da nova explosão de rádio rápida tem polarização circular - o que dá a entender que há fortes campos magnéticos
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
próximos à fonte.

Identificar a origem das explosões de rádio rápidas é agora uma questão de tempo.

"Criamos a armadilha", disse Petroff. "Agora só temos de esperar que outra explosão caia nela."

Veja o vídeo que simula o radiotelescópio Parkes do CSIRO a receber o sinal polarizado da nova explosão de rádio rápida: https://www.youtube.com/watch?v=O3qaXcev3Iw

Fonte da notícia: http://www.ras.org.uk/news-and-press/2578-cosmic-radio-burst-caught-red-handed