Representação artística de como o ângulo da luz polarizada de um FRB muda à medida que ele viaja pelo espaço. Crédito: CHIME, Instituto Dunlap
Um estudo que analisa as propriedades da luz polarizada de 128 FRBs não repetitivos revela que misteriosas explosões cósmicas se originam em galáxias distantes como a nossa via Láctea.
Uma nova pesquisa da Universidade de Toronto, utilizando dados do Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio, revela que a maioria das explosões rápidas de rádio (FRBs) provavelmente se originam de ambientes semelhantes à nossa Via Láctea, com densidades e campos magnéticos modestos. Esta descoberta contrasta com estudos anteriores que sugeriam que as FRBs repetidas provêm de áreas altamente magnetizadas.
Avanços na pesquisa do Fast Radio Burst
O que os cientistas pensavam anteriormente sobre a origem das explosões rápidas de rádio (FRBs) é apenas a ponta do iceberg, de acordo com uma nova pesquisa liderada por astrônomos da Universidade de Toronto. Os mistérios das explosões cósmicas de milissegundos estão sendo revelados com uma nova maneira de analisar dados do Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio (CHIME).
Publicado hoje (11 de junho) em O Jornal Astrofísico, o estudo detalha as propriedades da luz polarizada de 128 FRBs não repetitivos – aqueles provenientes de fontes que produziram apenas uma única explosão até o momento. Descobriu-se que eles parecem vir de galáxias como a nossa Via Láctea, com densidades modestas e campos magnéticos modestos.
Fontes FRB contrastantes
Estudos anteriores de FRBs concentraram-se em amostras muito menores de fontes repetitivas hiperativas que, em contraste, parecem originar-se em ambientes densos e extremamente magnetizados. Apenas cerca de 3% dos FRBs conhecidos se repetem, vindos de uma fonte que produziu múltiplas rajadas desde que foi encontrada.
A maioria dos radiotelescópios só consegue ver pequenos pontos no céu, tornando mais fácil focar em FRBs repetidos com posições conhecidas. O CHIME pode pesquisar uma área extremamente grande do céu para detectar FRBs repetidos e não repetidos.
Novas técnicas analíticas para FRBs
“Esta foi a primeira análise dos outros 97 por cento”, diz o autor principal Ayush Pandhi, estudante de doutoramento no Instituto Dunlap de Astronomia e Astrofísica e no Departamento de Astronomia e Astrofísica David A. Dunlap da Universidade de Toronto. “Isso nos permite reconsiderar o que pensamos que são os FRBs e ver como os FRBs repetidos e não repetidos podem ser diferentes.”
Detectados pela primeira vez em 2007, os FRBs são flashes extremamente energéticos provenientes de fontes distantes em todo o universo. Embora mais de 1.000 FRBs tenham sido catalogados desde então, os cientistas ainda não sabem exatamente onde ou como são produzidos. Eles também questionaram se os FRBs repetidos e não repetitivos se originam em ambientes semelhantes.
Compreendendo as propriedades da luz FRB
“Esta é uma nova forma de analisar os dados que temos sobre FRBs. Em vez de apenas observar o brilho de algo, também observamos o ângulo das ondas eletromagnéticas vibrantes da luz”, diz Pandhi. “Dá-lhe informações adicionais sobre como e onde essa luz é produzida, e o que ela passou na sua jornada até nós ao longo de muitos milhões de anos-luz.”
Toda a luz viaja como ondas que interpretamos como cores diferentes dependendo do comprimento entre seus picos e vales. Grande parte da luz do universo viaja em comprimentos de onda que o olho humano não consegue ver, incluindo a luz dos FRBs, mas radiotelescópios como o CHIME conseguem.
A luz polarizada é composta de ondas que vibram em um único plano – verticalmente, horizontalmente ou outro ângulo intermediário. A direção em que a luz dos FRBs é polarizada muda de duas maneiras: com o tempo e com a cor da luz. Estas mudanças podem explicar como uma FRB pode ter sido produzida e por que tipo de material ela passa na sua viagem até à Terra.
Estudar como a direção da polarização muda para diferentes cores da luz pode nos dizer sobre a densidade local de onde um FRB é produzido e a força do magnetismo que está presente nele.
Conclusões sobre as origens do FRB
Para determinar o que são FRBs e como são produzidos, os cientistas precisam compreender os seus ambientes locais. Este estudo conclui que a maioria dos FRBs, aqueles que não se repetem, não são como as poucas fontes repetitivas que foram previamente estudadas. Isto sugere que esta amostra é uma população separada ou versões mais evoluídas da mesma população que se originam num ambiente menos extremo com uma taxa de explosão mais baixa.
Referência: “Propriedades de polarização de 128 rajadas rápidas de rádio não repetitivas do primeiro catálogo de banda base CHIME/FRB” 11 de junho de 2024, O Jornal Astrofísico.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad40aa
As instituições colaboradoras incluem o Instituto Dunlap da Universidade de Toronto, a Universidade da Califórnia em Santa Cruz, a Universidade de Amsterdã e a Universidade McGill.
O projeto CHIME é co-liderado pela Universidade da Colúmbia Britânica, pela Universidade McGill, pela Universidade de Toronto e pelo Dominion Radio Astrophysical Observatory com instituições colaboradoras em toda a América do Norte. Ele está localizado no Dominion Radio Astrophysical Observatory, uma instalação nacional de astronomia operada pelo Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá, no território tradicional, ancestral e não cedido do povo Syilx/Okanagan.
O Instituto Dunlap de Astronomia e Astrofísica da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Toronto é um instituto de pesquisa dotado com mais de 80 professores, pós-doutorandos, estudantes e funcionários, dedicado a tecnologia inovadora, pesquisa inovadora, treinamento de classe mundial e envolvimento público .
Os temas de pesquisa de seu corpo docente e dos Dunlap Fellows abrangem o Universo e incluem: instrumentação óptica, infravermelha e de rádio, energia escura, estrutura em grande escala, fundo cósmico de micro-ondas, meio interestelar, evolução de galáxias, magnetismo cósmico e ciência no domínio do tempo. .
O Instituto Dunlap, o Departamento de Astronomia e Astrofísica David A. Dunlap e outros pesquisadores dos três campi da Universidade de Toronto juntos constituem a principal concentração de astrônomos no Canadá, na principal universidade de pesquisa do país.
