Fast Radio Bursts (FRBs) são eventos de duração de milissegundos detectados além da nossa Galáxia, a Via Láctea. As características de emissão de FRB favorecem os magnetares como suas fontes, como evidenciado por explosões semelhantes a FRB de um magnetar na Via Láctea e pela natureza de formação de estrelas das galáxias hospedeiras de FRB. No entanto, os processos que produzem fontes de FRB permanecem desconhecidos. De acordo com uma nova pesquisa, as FRBs são mais prováveis de ocorrer em galáxias massivas com formação de estrelas. O estudo também sugere que os magnetares, cujos campos magnéticos são 100 biliões de vezes mais fortes que os da Terra, formam-se frequentemente quando duas estrelas se fundem e mais tarde explodem numa supernova.
Esta montagem fotográfica mostra as antenas do Deep Synoptic Array-110, que são usadas para descobrir e identificar a localização de rajadas rápidas de rádio (FRBs). Acima das antenas estão imagens de algumas das galáxias hospedeiras do FRB conforme aparecem no céu. As galáxias são modelos notavelmente grandes e desafiadores que descrevem fontes FRB. Crédito da imagem: Annie Mejia/Caltech.
“A imensa produção de energia dos magnetares torna-os alguns dos objetos mais fascinantes e extremos do Universo”, disse o autor principal Kritti Sharma, estudante de graduação na Caltech.
“Muito pouco se sabe sobre o que causa a formação de magnetares após a morte de estrelas massivas. Nosso trabalho ajuda a responder a essa pergunta.”
Para procurar FRBs, Sharma e colegas usaram o Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) no Owens Valley Radio Observatory, perto de Bishop, Califórnia.
Até à data, a extensa rede de rádio detectou e localizou 70 FRBs na sua galáxia específica de origem (apenas 23 outras FRBs foram localizadas por outros telescópios).
No presente estudo, os pesquisadores analisaram 30 dessas FRBs localizadas.
“DSA-110 mais que dobrou o número de FRBs com galáxias hospedeiras conhecidas. Foi para isso que construímos a matriz”, disse o Dr. Vikram Ravi da Caltech.
Embora se saiba que as FRBs ocorrem em galáxias que estão formando estrelas ativamente, os autores, para sua surpresa, descobriram que as FRBs tendem a ocorrer com mais frequência em galáxias massivas com formação de estrelas do que em galáxias com formação estelar de baixa massa.
Isto por si só já era interessante porque os astrónomos já tinham pensado que as FRBs estavam a disparar em todos os tipos de galáxias ativas.
Com essas novas informações, começaram a refletir sobre o que os resultados revelavam sobre as FRBs.
Galáxias massivas tendem a ser ricas em metais porque os metais no nosso Universo – elementos que são fabricados pelas estrelas – levam tempo a acumular-se ao longo da história cósmica.
O fato de as FRBs serem mais comuns nessas galáxias ricas em metais implica que a fonte das FRBs, os magnetares, também são mais comuns nesses tipos de galáxias.
Estrelas ricas em metais – o que em termos astronômicos significa elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio – tendem a crescer maiores que outras estrelas.
“Com o tempo, à medida que as galáxias crescem, gerações sucessivas de estrelas enriquecem as galáxias com metais à medida que evoluem e morrem”, disse o Dr.
Além disso, estrelas massivas que explodem em supernovas e podem tornar-se magnetares são mais comumente encontradas aos pares.
Na verdade, 84% das estrelas massivas são binárias. Assim, quando uma estrela massiva numa binária é inchada devido ao conteúdo extra de metal, o seu excesso de material é puxado para a sua estrela parceira, o que facilita a fusão final das duas estrelas.
Essas estrelas fundidas teriam um campo magnético combinado maior do que o de uma única estrela.
“Uma estrela com mais conteúdo metálico incha, impulsiona a transferência de massa, culminando numa fusão, formando assim uma estrela ainda mais massiva com um campo magnético total maior do que o que a estrela individual teria”, disse Sharma.
Em resumo, uma vez que as FRBs são preferencialmente observadas em galáxias massivas e ricas em formação de estrelas, então os magnetares (que se pensa desencadearem FRBs) provavelmente também estão se formando em ambientes ricos em metais propícios à fusão de duas estrelas.
Os resultados sugerem, portanto, que os magnetares em todo o Universo se originam de restos de fusões estelares.
No futuro, a equipe espera caçar mais FRBs e seus locais de origem usando o DSA-110 e, eventualmente, o DSA-2000, um conjunto de rádio ainda maior planejado para ser construído no deserto de Nevada e concluído em 2028.
“Esse resultado é um marco para toda a equipe da DSA. Muitos dos autores deste artigo ajudaram a construir o DSA-110”, disse o Dr.
“E o fato de o DSA-110 ser tão bom na localização de FRBs é um bom presságio para o sucesso do DSA-2000.”
O descobertas foram publicados hoje na revista Natureza.
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K.Sharma e outros. 2024. Ocorrência preferencial de explosões rápidas de rádio em galáxias massivas com formação de estrelas. Natureza 635, 61-66; dois: 10.1038/s41586-024-08074-9
Fonte: InfoMoney
