Cientistas explicam rajadas rápidas de rádio como “estrelas”

Pelo menos algumas das rápidas explosões de rádio podem ser causadas por “estrelas” que ocorrem “na superfície das estrelas de nêutrons”, afirmam cientistas da Universidade de Tóquio em um novo artigo.

Fonte da imagem: wikipedia.org

Fast Radio Bursts (FRBs) são explosões repentinas de radiação de radiofrequência que duram apenas alguns microssegundos. Desde a primeira descoberta em 2007, os astrónomos já registaram milhares de tais eventos: algumas fontes emitem-nos regularmente, enquanto outras os produzem uma vez e silenciam.

Fontes comuns de explosões regulares de rádio são pulsares e magnetares – estrelas de nêutrons, isto é, núcleos densos colapsados ​​de estrelas outrora massivas, cuja massa é agora comparável à do Sol com um diâmetro de dezenas de quilômetros. Os pulsares giram a uma frequência de várias centenas de rotações por segundo e seu campo magnético é inclinado em relação ao eixo de rotação, o que causa radiação. Os magnetares giram mais lentamente, mas têm os campos magnéticos mais fortes do Universo – trilhões de vezes mais fortes que os da Terra.

Em 2020, o telescópio CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) detectou um evento semelhante a um FRB, mas a explosão veio do SGR 1935+2154, “uma fonte de raios gama suaves regulares”. O evento foi confirmado pelo telescópio STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), e a ideia de que o FRB poderia ter sido produzido por um magnetar parecia promissora.

Os cientistas também observaram vários FRBs que não se repetiram e sugeriram que a sua fonte tinha sido destruída. Tal fonte poderia ser um blitzar – um evento astronômico bizarro associado ao colapso de uma estrela de nêutrons excessivamente massiva em um buraco negro. Este evento ocorre quando duas estrelas de nêutrons se fundem – cria uma estrela de nêutrons que é grande demais para ser impedida de entrar em colapso imediato apenas por sua rápida rotação. Mas a rotação abranda devido aos fortes campos magnéticos, o objeto colapsa num buraco negro e a energia dos campos magnéticos é libertada na forma de FRBs.

A primeira explosão rápida de rádio registrada em 2007

Em 2022, os astrônomos, usando o telescópio CHIME, descobriram um FRB que foi registrado como um evento único, mas na verdade consistia em nove explosões separadas, repetindo-se aproximadamente a cada 215 ms, e sua fonte estava presumivelmente perto da superfície do magnetar. De acordo com uma versão, a estrela girava lentamente e o evento foi gerado pelas vibrações de sua crosta, ou seja, um “estrelamoto”. Cientistas da Universidade de Tóquio decidiram comparar as estatísticas do FRB com dados de terremotos e explosões solares para estabelecer possíveis semelhanças. Para fazer isso, 7.000 sinais de três fontes de FRBs repetidas foram estudados para explicar a correlação entre outros eventos semelhantes – a mesma abordagem foi usada para correlacionar o tempo e a energia de terremotos e erupções solares para análise subsequente de todos os três fenômenos.

Acontece que existem de fato algumas semelhanças entre FRBs e terremotos. Em particular, a probabilidade de um tremor secundário após um único evento varia de 10% a 50%. A frequência dos tremores secundários permanece constante, mesmo que a FRB e a atividade sísmica mudem significativamente – e não há correlação entre as energias do choque principal e dos tremores secundários. Os investigadores planeiam continuar a analisar os novos dados do FRB, mas as suas descobertas indicam que as estrelas de neutrões podem ter uma crosta sólida propensa a “terremotos estelares”, que libertam enormes quantidades de energia na forma de FRBs.

Os astrónomos dizem que o seu projecto ajudará a aprender mais sobre os terramotos, embora as condições nas estrelas superdensas distantes sejam radicalmente diferentes das da Terra; e sobre matéria de densidade muito alta, bem como sobre as leis fundamentais da física nuclear.