Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble encontraram um evento raro e estranho em um lugar estranho.
Fast Radio Bursts (FRBs) são eventos cósmicos breves, mas incrivelmente brilhantes, com um FRB detectado recentemente, FRB 20220610A, destacando-se devido à sua distância e energia, localizado em um aglomerado de galáxias de quando o Universo tinha apenas 5 bilhões de anos. Este evento desafia os modelos existentes de FRBs, pois sua origem, identificada com a ajuda da imagem avançada do Hubble, sugere interações complexas entre até sete galáxias em fusão.
Uma Fast Radio Burst (FRB) é uma explosão passageira de energia que pode — por alguns milissegundos — ofuscar uma galáxia inteira. Nos últimos anos, centenas de FRBs foram detectadas. Elas explodem por todo o céu como flashes de câmera em um evento de estádio, mas as fontes por trás dessas intensas explosões de radiação permanecem incertas.
Esta FRB é particularmente estranha porque entrou em erupção na metade do Universo, sendo a mais distante e poderosa detectada até hoje.
NASA, ESA, STScI, Alexa Gordon (Universidade Northwestern)
E se isso não for estranho o suficiente, ficou ainda mais estranho com base nas observações de acompanhamento do Hubble após sua descoberta. A FRB brilhou no que parece ser um lugar improvável, uma coleção de galáxias que existiam quando o Universo tinha apenas 5 bilhões de anos. FRBs anteriores foram encontradas em galáxias isoladas.
FRB 20220610A foi detectado pela primeira vez em 10 de junho de 2022 pelo radiotelescópio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) na Austrália Ocidental, e confirmado como vindo de uma origem distante pelo Observatório Europeu do Sul. Telescópio muito grande no Chile. É quatro vezes mais energético do que FRBs mais próximos. Isso pode desafiar os modelos do que está produzindo FRBs. Ou poderia ser um efeito de seleção onde apenas FRBs muito brilhantes podem ser detectados na metade do Universo?
“Foi necessária a aguçada nitidez e sensibilidade do Hubble para identificar exatamente de onde veio o FRB”, disse a autora principal Alexa Gordon do Universidade Northwestern em Evanston, Illinois. “Sem as imagens do Hubble, ainda permaneceria um mistério se isso estava se originando de uma galáxia monolítica ou de algum tipo de sistema interativo. São esses tipos de ambientes – esses estranhos – que estão nos levando a entender melhor o mistério das FRBs.”
As imagens nítidas do Hubble sugerem que pode haver até sete galáxias em um possível caminho para a fusão, o que também seria muito significativo, dizem os pesquisadores. Esses grupos de galáxias são raros, e é possível que isso tenha levado às condições que desencadearam a FRB.
“Estamos, em última análise, tentando responder às perguntas: O que os causa? Quais são seus progenitores e quais são suas origens? As observações do Hubble fornecem uma visão espetacular dos surpreendentes tipos de ambientes que dão origem a esses eventos misteriosos”, disse o co-investigador Wen-fai Fong, também da Northwestern University.
Embora os astrônomos não tenham um consenso sobre o possível mecanismo por trás desse fenômeno extraordinário, geralmente acredita-se que as FRBs devem envolver algum tipo de objeto compacto, como um buraco negro ou estrela de nêutrons. Um tipo extremo de estrela de nêutrons é chamado de magnetar – o tipo mais intensamente magnético de estrela de nêutrons do Universo. Ela tem um campo magnético tão forte que, se um magnetar estivesse localizado a meio caminho entre a Terra e a Lua, ele apagaria a tarja magnética do cartão de crédito de todos no mundo. Pior ainda, se um astronauta viajasse a algumas centenas de quilômetros do magnetar, eles seriam efetivamente dissolvidos, porque cada átomo em seu corpo seria interrompido.
Possíveis mecanismos envolvem algum tipo de terremoto estelar chocante ou, alternativamente, uma explosão causada quando as linhas de campo magnético torcidas de um magnetar se rompem e se reconectam. Um fenômeno semelhante acontece no Sol, causando erupções solares, mas o campo de um magnetar é um trilhão de vezes mais forte do que a magnetosfera do Sol. O estalo geraria um flash de FRB ou poderia fazer uma onda de choque que incinera a poeira ao redor e aquece o gás em um plasma.
Pode haver vários tipos de magnetares. Em um caso, pode ser um objeto explodindo orbitando um buraco negro cercado por um disco de material. Outra alternativa é um par de estrelas de nêutrons em órbita cujas magnetosferas interagem periodicamente, criando uma cavidade onde erupções podem ocorrer. Estima-se que os magnetares fiquem ativos por cerca de 10.000 anos antes de se estabelecerem, então seria de se esperar que fossem encontrados onde uma tempestade de fogo de nascimento de estrelas está ocorrendo. Mas esse não parece ser o caso de todos os magnetares.
No futuro próximo, os experimentos de FRB aumentarão sua sensibilidade, levando a uma taxa sem precedentes no número de FRBs detectados nessas distâncias. O Hubble desempenhará um papel crucial na caracterização dos ambientes em que essas FRBs ocorrem. Os astrônomos logo aprenderão o quão especial era o ambiente dessa FRB.
“Precisamos apenas continuar encontrando mais dessas FRBs, tanto próximas quanto distantes, e em todos esses diferentes tipos de ambientes”, disse Gordon.
Os resultados foram apresentados na 243ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, em Nova Orleans, Louisiana.
