Cientistas do Instituto SETI avançaram na compreensão das Fast Radio Bursts (FRBs) através da observação detalhada do FRB 20220912A com o Allen Telescope Array. A sua investigação, descobrindo novas propriedades e comportamentos destes sinais cósmicos, destaca o papel único do ATA nos estudos de FRB e contribui significativamente para o campo da astrofísica.
Esta investigação demonstra que telescópios inovadores com capacidades únicas, como o ATA, oferecem novas perspectivas sobre enigmas não resolvidos no campo da ciência FRB.
Cientistas do Instituto SETI revelaram novas descobertas sobre o enigmático fenômeno cósmico das Fast Radio Bursts (FRBs). O seu estudo, centrado na repetição FRB 20220912A, foi conduzido usando o Allen Telescope Array (ATA) atualizado no Instituto SETI. Esta pesquisa fornece uma compreensão mais aprofundada desses sinais misteriosos vindos do espaço.
FRBs são flashes breves e intensos de ondas de rádio provenientes do espaço profundo. Embora a maioria aconteça apenas uma vez, alguns “repetidores” enviam sinais mais de uma vez, aumentando a intriga de compreender a sua origem. Ao longo de 541 horas de observação, os pesquisadores detectaram 35 FRBs do repetidor FRB 20220912A. As observações, feitas com o ATA, cobriram uma ampla faixa de radiofrequência e revelaram padrões fascinantes. Todos os 35 FRBs foram encontrados na parte inferior do espectro de frequência, cada um com sua assinatura energética única.
Insights do Instituto SETI
“Este trabalho é emocionante porque fornece a confirmação de propriedades conhecidas de FRB e a descoberta de algumas novas”, disse a Dra. Sofia Sheikh do Instituto SETI, bolsista de pós-doutorado NSF MPS-Ascend e autora principal. “Estamos restringindo a fonte de FRBs, por exemplo, a objetos extremos como magnetares, mas nenhum modelo existente pode explicar todas as propriedades que foram observadas até agora. Foi maravilhoso fazer parte do primeiro estudo FRB realizado com o ATA – este trabalho prova que novos telescópios com capacidades únicas, como o ATA, podem fornecer um novo ângulo sobre mistérios notáveis na ciência FRB.”
Espectros dinâmicos (ou gráficos em “cascata”) para todas as explosões do FRB 20220912A detectadas usando o Allen Telescope Array, os perfis de pulso com média de frequência e os espectros com média de tempo. As regiões sombreadas em vermelho nos gráficos de séries temporais denotam o intervalo de tempo das sub-explosões definidas, com linhas verticais vermelhas demarcando as sub-explosões adjacentes. Crédito: Instituto SETI
As descobertas detalhadas, publicadas recentemente na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society (MNRAS), mostram os comportamentos intrigantes dos FRBs. Esses sinais misteriosos exibem desvios de frequência descendente, uma conexão entre sua largura de banda e frequência central e mudanças na duração do burst ao longo do tempo. A equipe também observou algo que nunca havia sido relatado antes: houve uma queda notável na frequência central das explosões ao longo dos dois meses de observação, revelando um inesperado apito cósmico.
Além disso, os investigadores usaram estas observações para prever um ponto de corte para as explosões mais brilhantes do FRB 20220912A, indicando a sua contribuição para a taxa geral do sinal cósmico. Na verdade, este objeto específico foi responsável por uma pequena percentagem de todas as FRBs fortes no céu durante estas observações.
O estudo também investigou os padrões de tempo das sequências burst, procurando repetições dentro e entre os FRBs. Nenhum padrão claro foi encontrado, destacando a imprevisibilidade desses fenômenos celestes.
O papel do ATA na pesquisa FRB
Este trabalho demonstra o importante papel do ATA na decodificação dos mistérios das FRBs. O ATA tem a capacidade única de gravar um grande número de canais de frequência ao mesmo tempo, mesmo que estejam amplamente separados – por exemplo, onde algumas frequências são muito altas e outras muito baixas. Isso permite verificações instantâneas quando um FRB chega, para restringir o que o FRB está fazendo em frequências altas e baixas simultaneamente. As atualizações contínuas prometem ainda mais capacidades, para ver FRBs mais fracos em ainda mais frequências simultaneamente, garantindo que o ATA permaneça na vanguarda do avanço da nossa compreensão dos FRBs.
Dois parâmetros do conjunto de dados FRB 20220912A – frequência central e largura de banda – plotados ao longo do tempo, em MJD, do início ao final da campanha (um período de aproximadamente 60 dias). O painel a) indica que a frequência central do FRB diminui ao longo da campanha (com resíduos do ajuste e uma diretriz não paramétrica LOWESS mostrada abaixo em azul). O painel b) mostra a mesma diminuição ao longo do tempo para a largura de banda. Crédito: Instituto SETI
“É emocionante ver o ATA engajado na pesquisa de FRB três anos após o início de sua reforma”, disse o Dr. Wael Farah, cientista pesquisador e coautor do Instituto SETI. “O ATA possui capacidades únicas que estão sendo utilizadas em muitos empreendimentos de pesquisa, incluindo transientes rápidos.”
Esta descoberta marcante marca um passo significativo na busca contínua para desvendar os segredos de objetos extremos no universo. À medida que os cientistas continuam a explorar o cosmos, cada característica única que descobrimos aproxima-nos da compreensão das origens e da natureza destes cativantes sinais cósmicos.
Referência: “Caracterização da repetição FRB 20220912A com o Allen Telescope Array” por Sofia Z Sheikh, Wael Farah, Alexander W Pollak, Andrew PV Siemion, Mohammed A Chamma, Luigi F Cruz, Roy H Davis, David R DeBoer, Vishal Gajjar, Phil Karn, Jamar Kittling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Schoultz, Carol Shumaker, Gurmehar Singh e Michael Snodgrass, 03 de janeiro de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3630
