Misteriosas rajadas de rádio rápidas rastreadas até braços de galáxias espirais

A causa dessas misteriosas explosões de rádio de milissegundos no espaço tem escapado aos cientistas desde que o fenômeno foi descoberto em 2007. Dada a rapidez com que disparam, essas explosões, às vezes chamadas de FRBs, são muito difíceis de rastrear e estudar.

Aprender mais sobre a origem dessas explosões de rádio intensas e brilhantes pode ajudar os cientistas a entender o que as causa.

Uma equipe internacional de astrônomos foi capaz de rastrear a localização de oito explosões de rádio rápidas. Enquanto as origens de três permanecem inconclusivas, os pesquisadores usaram as imagens do espaço profundo do Hubble para localizar as galáxias distantes onde essas explosões se originaram, incluindo suas localizações exatas dentro das galáxias.

O estudo foi aceito e em breve será publicado no The Astrophysical Journal.

Cinco das explosões de rádio vieram de galáxias espirais. Esses são o tipo mais comum de galáxia em todo o universo, e nossa Via Láctea é um tipo de galáxia espiral.

Uma característica dessas galáxias é que elas têm braços espirais onde ocorre a formação de estrelas.

As rajadas de rádio que eles rastrearam estavam localizadas ao longo dos braços de diferentes galáxias espirais variando entre cerca de 400 milhões a 9 bilhões de anos-luz de distância.

Essas explosões podem ser breves, mas cada uma cria mais energia do que o nosso sol ao longo de um ano inteiro. Os cientistas descobriram até mil dessas explosões desde 2007, mas só conseguiram rastrear cerca de 15 delas. Descobriu-se que aqueles 15 eram originários de galáxias distantes, jovens e massivas.

Rastreando explosões misteriosas no espaço

Uma combinação de imagens de luz visível, ultravioleta e infravermelho próximo ajudou os astrônomos a rastrear os FRBs mencionados no novo estudo.

“Esta é a primeira visão de alta resolução de uma população de FRBs”, disse a principal autora do estudo Alexandra Mannings, estudante de graduação em astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. “A maioria das galáxias são massivas, relativamente jovens e ainda formando estrelas. A imagem nos permite ter uma ideia melhor das propriedades gerais da galáxia hospedeira, como sua massa e taxa de formação de estrelas, bem como sondar o que está acontecendo no Posição FRB. “

Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que as explosões se originaram dos braços espirais.

“Não sabemos o que causa os FRBs, então é muito importante usar o contexto quando o temos”, disse o co-autor do estudo Wen-fai Fong, professor assistente de física e astronomia na Weinberg College of Arts and Sciences and the Center da Northwestern University. para Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica (CIERA) em Illinois.

“Como os braços espirais são sinais de estrelas nascendo, isso foi uma surpresa, oferecendo uma pista importante de que os FRBs devem se correlacionar com a formação de estrelas.”

O Hubble é tão sensível que descobre coisas que não podem ser detectadas usando imagens terrestres, disse Fong. O telescópio ajudou os pesquisadores a realmente confirmar a presença de braços espirais ou estruturas espirais não vistas nas galáxias.

“Geralmente, as regiões mais brilhantes ao longo dos braços espirais contêm as estrelas mais jovens e massivas”, disse Fong. “Conforme você se afasta dos braços espirais, você começa a encontrar estrelas mais velhas que não brilham tanto. Portanto, onde os FRBs estão localizados em relação a essas características espirais oferece pistas importantes quanto ao tipo de progenitor que os causa.”

Essas descobertas indicam que as explosões de rádio se originam de um tipo de mediana Cachinhos Dourados, o que significa que as estrelas que podem estar envolvidas na criação das explosões não podem ser muito jovens ou muito velhas.

Anteriormente, os cientistas especularam que a origem dos FRBs poderia ser devido às explosões de estrelas jovens ou à fusão de estrelas de nêutrons. As estrelas de nêutrons são os núcleos densos que ficam para trás quando as estrelas explodem. Sabe-se que eles geram explosões de raios gama.

No entanto, isso acontece em estrelas jovens e muito massivas – algo com o qual as explosões não parecem estar relacionadas no novo estudo.

Em vez disso, os pesquisadores sugerem que as explosões magnetar podem ser a causa dominante das explosões de rádio. Os magnetares são um tipo de estrela de nêutrons supermassiva com campos magnéticos 10 trilhões de vezes mais poderosos do que um ímã comum.

A observação de uma rápida explosão de rádio em nossa galáxia Via Láctea no ano passado veio de uma região onde existe um magnetar.

“Devido aos seus fortes campos magnéticos, os magnetares são bastante imprevisíveis”, disse Fong. “Neste caso, acredita-se que os FRBs venham de flares de um jovem magnetar. Estrelas massivas passam pela evolução estelar e se tornam estrelas de nêutrons, algumas das quais podem ser fortemente magnetizadas, levando a flares e processos magnéticos em suas superfícies, que podem emitir luz de rádio. Nosso estudo se encaixa, “ ela disse, com aquele cenário ‘Cachinhos Dourados’.

Quanto mais explosões de rádio eles observam, mais os pesquisadores estão percebendo como são diversos – o que pode significar que diferentes tipos de explosões têm origens diferentes, disse Mannings.

“Não temos números altos o suficiente para determinar os meandros da população FRB no momento, mas fazer isso é uma perspectiva empolgante”, disse Mannings.

Sabe-se que algumas rajadas de rádio se repetem, e Mannings quer determinar onde há diferenças marcantes entre as galáxias que hospedam rajadas de rádio que se repetem e as ocorrências de eventos de rajada única.

Com a adição de novos recursos e radiotelescópios no futuro, Fong e Mannings esperam rastrear mais rajadas de rádio e aprender sobre suas galáxias hospedeiras.

“Estamos realmente no horizonte de uma importante era de descobertas”, disse Fong. “Encontrar esses eventos localizados é uma peça importante do quebra-cabeça, e uma peça única em comparação com o que foi feito antes. Esta é uma contribuição única do Hubble.”

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