{"id":7583,"date":"2025-01-07T07:13:11","date_gmt":"2025-01-07T06:13:11","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7583"},"modified":"2025-01-07T07:13:41","modified_gmt":"2025-01-07T06:13:41","slug":"cientistas-determinam-as-origens-de-uma-frb","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2025\/01\/07\/cientistas-determinam-as-origens-de-uma-frb\/","title":{"rendered":"Cientistas determinam as origens de uma FRB"},"content":{"rendered":"
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Ilustra\u00e7\u00e3o art\u00edstica de uma estrela de neutr\u00f5es a emitir um feixe de r\u00e1dio a partir do seu ambiente magn\u00e9tico. \u00c0 medida que as ondas de r\u00e1dio viajam atrav\u00e9s do plasma denso da gal\u00e1xia, elas dividem-se em v\u00e1rios percursos, fazendo com que o sinal observado cintile.\nCr\u00e9dito: Daniel Li\u00e9vano, editado pelo MIT<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

As FRBs (Fast Radio Bursts, em portugu\u00eas “rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio”) s\u00e3o breves e brilhantes explos\u00f5es de ondas de r\u00e1dio emitidas por objetos extremamente compactos, como estrelas de neutr\u00f5es e possivelmente buracos negros. Estes “fogos de artif\u00edcio” fugazes duram apenas um mil\u00e9simo de segundo e podem transportar uma enorme quantidade de energia – suficiente para ofuscar brevemente gal\u00e1xias inteiras.<\/p>\n\n\n\n

Desde que a primeira rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio foi descoberta em 2007, os astr\u00f3nomos detetaram milhares de FRBs, cujas localiza\u00e7\u00f5es v\u00e3o desde o interior da nossa pr\u00f3pria Gal\u00e1xia at\u00e9 8 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. A forma exata como estas explos\u00f5es c\u00f3smicas de r\u00e1dio s\u00e3o lan\u00e7adas \u00e9 uma inc\u00f3gnita ainda muito debatida.<\/p>\n\n\n\n

Agora, astr\u00f3nomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) descobriram as origens de pelo menos uma rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio usando uma nova t\u00e9cnica que poder\u00e1 fazer o mesmo com outras FRBs. No seu novo estudo, publicado na revista Nature, a equipa centrou-se na FRB 20221022A – uma rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio anteriormente descoberta e detetada numa gal\u00e1xia a cerca de 200 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia.<\/p>\n\n\n\n

A equipa procurou determinar a localiza\u00e7\u00e3o exata do sinal de r\u00e1dio, analisando o seu “cintilar”, semelhante \u00e0 forma como as estrelas cintilam no c\u00e9u noturno. Os cientistas estudaram as altera\u00e7\u00f5es no brilho da FRB e determinaram que a rajada deve ter tido origem na vizinhan\u00e7a imediata da sua fonte, e n\u00e3o muito mais longe, como alguns modelos previram.<\/p>\n\n\n\n

A equipa estima que FRB 20221022A explodiu a partir de uma regi\u00e3o extremamente pr\u00f3xima de uma estrela de neutr\u00f5es, no m\u00e1ximo a 10.000 quil\u00f3metros de dist\u00e2ncia. \u00c9 menos do que a dist\u00e2ncia entre Nova Iorque e Singapura. A uma dist\u00e2ncia t\u00e3o curta, a rajada deve ter surgido da magnetosfera da estrela de neutr\u00f5es – uma regi\u00e3o altamente magn\u00e9tica que rodeia imediatamente a estrela ultracompacta.<\/p>\n\n\n\n

As descobertas da equipa fornecem a primeira evid\u00eancia conclusiva de que uma rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio pode ter origem na magnetosfera, o ambiente altamente magn\u00e9tico que rodeia imediatamente um objeto extremamente compacto.<\/p>\n\n\n\n

“Nestes ambientes das estrelas de neutr\u00f5es, os campos magn\u00e9ticos est\u00e3o realmente no limite do que o Universo pode produzir”, diz a autora principal Kenzie Nimmo, p\u00f3s-doutorada no Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Investiga\u00e7\u00e3o Espacial do MIT. “Tem havido muito debate sobre se esta brilhante emiss\u00e3o radioel\u00e9trica poderia escapar desse plasma extremo”.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c0 volta destas estrelas de neutr\u00f5es altamente magn\u00e9ticas, tamb\u00e9m conhecidas como magnetares, os \u00e1tomos n\u00e3o podem existir – seriam simplesmente despeda\u00e7ados pelos campos magn\u00e9ticos”, diz Kiyoshi Masui, professor associado de f\u00edsica no MIT. “O que \u00e9 excitante aqui \u00e9 que descobrimos que a energia armazenada nesses campos magn\u00e9ticos, perto da fonte, est\u00e1 a torcer-se e a reconfigurar-se de tal forma que pode ser libertada como ondas de r\u00e1dio que podemos ver a meio caminho do Universo”.<\/p>\n\n\n\n

O tamanho da rajada<\/strong><\/p>\n\n\n\n

As dete\u00e7\u00f5es de rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio t\u00eam aumentado nos \u00faltimos anos devido ao CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). A rede de radiotelesc\u00f3pios \u00e9 composta por quatro grandes recetores estacion\u00e1rios, cada um com a forma de um meio tubo, que est\u00e3o sintonizados para detetar emiss\u00f5es de r\u00e1dio dentro de uma gama altamente sens\u00edvel a FRBs.<\/p>\n\n\n\n

Desde 2020, o CHIME detetou milhares de FRBs em todo o Universo. Embora os cientistas concordem, de um modo geral, que as rajadas t\u00eam origem em objetos extremamente compactos, a f\u00edsica exata que as provoca n\u00e3o \u00e9 clara. Alguns modelos preveem que as rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio devem ter origem na magnetosfera turbulenta que rodeia imediatamente um objeto compacto, enquanto outros preveem que as rajadas devem ter origem muito mais longe, como parte de uma onda de choque que se propaga para longe do objeto central.<\/p>\n\n\n

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O radiotelesc\u00f3pio CHIME. No c\u00e9u, uma impress\u00e3o de artista da emiss\u00e3o de uma FRB.
Cr\u00e9dito: CHIME; fundo editado pelo MIT<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Para distinguir entre os dois cen\u00e1rios e determinar onde surgem as rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio, a equipa considerou o cintilar – o efeito que ocorre quando a luz de uma pequena fonte brilhante, como uma estrela, \u00e9 filtrada atrav\u00e9s de um meio, como o g\u00e1s de uma gal\u00e1xia. \u00c0 medida que a luz estelar \u00e9 filtrada atrav\u00e9s do g\u00e1s, dobra-se de forma a parecer, para um observador distante, como se a estrela estivesse a cintilar. Quanto mais pequeno ou mais distante for um objeto, mais ele cintila. A luz de objetos maiores ou mais pr\u00f3ximos, como os planetas do nosso Sistema Solar, sofre menos distor\u00e7\u00e3o e, por isso, n\u00e3o parecem cintilar.<\/p>\n\n\n\n

A equipa pensou que, se conseguissem estimar o grau de cintila\u00e7\u00e3o de uma FRB, poderiam determinar o tamanho relativo da regi\u00e3o de onde a FRB teve origem. Quanto mais pequena for a regi\u00e3o, mais pr\u00f3xima estar\u00e1 a rajada da sua fonte e mais prov\u00e1vel que tenha vindo de um ambiente magneticamente turbulento. Quanto maior for a regi\u00e3o, mais longe estar\u00e1 a rajada, apoiando a ideia de que as FRBs t\u00eam origem em ondas de choque long\u00ednquas.<\/p>\n\n\n\n

Padr\u00e3o de cintila\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Para testar a sua ideia, os investigadores olharam para a FRB 20221022A, uma rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio que foi detetada pelo CHIME em 2022. O sinal dura cerca de dois milissegundos e \u00e9 uma FRB relativamente vulgar em termos de brilho. No entanto, os colaboradores da equipa da Universidade McGill descobriram que FRB 20221022A apresentava uma propriedade que se destacava: a luz da rajada era altamente polarizada, com o \u00e2ngulo de polariza\u00e7\u00e3o a tra\u00e7ar uma curva suave em forma de S. Este padr\u00e3o \u00e9 interpretado como evid\u00eancia de que o local de emiss\u00e3o da FRB est\u00e1 a girar – uma caracter\u00edstica anteriormente observada nos pulsares, que s\u00e3o estrelas de neutr\u00f5es altamente magnetizadas e em rota\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

A observa\u00e7\u00e3o de uma polariza\u00e7\u00e3o semelhante em rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio foi in\u00e9dita, sugerindo que o sinal pode ter surgido na vizinhan\u00e7a pr\u00f3xima de uma estrela de neutr\u00f5es. Os resultados da equipa da McGill foram apresentados num artigo cient\u00edfico publicado tamb\u00e9m na revista Nature.<\/p>\n\n\n\n

A equipa do MIT apercebeu-se de que, se FRB 20221022A teve origem na proximidade de uma estrela de neutr\u00f5es, deveria ser capaz de o provar, usando cintila\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

No seu novo estudo, Nimmo e colegas analisaram dados do CHIME e observaram varia\u00e7\u00f5es acentuadas de brilho que indicavam cintila\u00e7\u00e3o – por outras palavras, a FRB estava a cintilar. Confirmaram que existe g\u00e1s algures entre o telesc\u00f3pio e a FRB que est\u00e1 a curvar e a filtrar as ondas de r\u00e1dio. A equipa determinou ent\u00e3o onde esse g\u00e1s podia estar localizado, confirmando que o g\u00e1s dentro da gal\u00e1xia hospedeira da FRB era respons\u00e1vel por alguma da cintila\u00e7\u00e3o observada. Este g\u00e1s atuou como uma lente natural, permitindo aos investigadores fazer zoom no local da FRB e determinar que a rajada teve origem numa regi\u00e3o extremamente pequena, estimada em cerca de 10.000 quil\u00f3metros de di\u00e2metro.<\/p>\n\n\n\n

“Isto significa que a FRB est\u00e1 provavelmente a centenas de milhares de quil\u00f3metros da fonte”, diz Nimmo. “Isso \u00e9 muito pr\u00f3ximo. Para compara\u00e7\u00e3o, seria de esperar que o sinal estivesse a mais de dezenas de milh\u00f5es de quil\u00f3metros de dist\u00e2ncia se tivesse origem numa onda de choque, e n\u00e3o ver\u00edamos qualquer cintilar”.<\/p>\n\n\n\n

“Focar numa regi\u00e3o de 10.000 quil\u00f3metros, a uma dist\u00e2ncia de 200 milh\u00f5es de anos-luz, \u00e9 como ser capaz de medir a largura de uma h\u00e9lice de ADN, que tem cerca de 2 nan\u00f3metros, na superf\u00edcie da Lua”, diz Masui. “H\u00e1 uma gama incr\u00edvel de escalas envolvidas”.<\/p>\n\n\n\n

Os resultados da equipa, combinados com as descobertas da equipa de McGill, excluem a possibilidade da FRB 20221022A ter emergido da periferia de um objeto compacto. Em vez disso, os estudos provam pela primeira vez que as rajadas r\u00e1pidas de r\u00e1dio podem ter origem muito perto de uma estrela de neutr\u00f5es, em ambientes magn\u00e9ticos altamente ca\u00f3ticos.<\/p>\n\n\n\n

“Estas rajadas est\u00e3o sempre a acontecer e o CHIME deteta v\u00e1rias por dia”, diz Masui. “Pode haver muita diversidade na forma e no local onde ocorrem, e esta t\u00e9cnica de cintila\u00e7\u00e3o ser\u00e1 muito \u00fatil para ajudar a desvendar as v\u00e1rias f\u00edsicas que impulsionam estas rajadas”.<\/p>\n\n\n\n

“O padr\u00e3o tra\u00e7ado pelo \u00e2ngulo de polariza\u00e7\u00e3o era t\u00e3o semelhante ao observado nos pulsares da nossa Gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea, que houve alguma preocupa\u00e7\u00e3o inicial de que a fonte n\u00e3o fosse de facto uma FRB, mas um pulsar mal classificado”, diz Ryan Mckinven, coautor do estudo da Universidade McGill. “Felizmente, estas preocupa\u00e7\u00f5es foram dissipadas com a ajuda de dados recolhidos por um telesc\u00f3pio \u00f3tico que confirmou que a FRB teve origem numa gal\u00e1xia a milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia”.<\/p>\n\n\n\n

“A polarimetria \u00e9 uma das poucas ferramentas de que dispomos para sondar estas fontes distantes”, explica Mckinven. “Este resultado ir\u00e1 provavelmente inspirar estudos de seguimento de comportamentos semelhantes noutras FRBs e levar a esfor\u00e7os te\u00f3ricos para reconciliar as diferen\u00e7as nos seus sinais polarizados”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ MIT (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade McGill (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico da equipa da Universidade McGill (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico da equipa da Universidade McGill (arXiv)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
SPACE.com<\/a>
Universe Today<\/a>
ScienceAlert<\/a>
PHYSORG<\/a>
Discover<\/a>
Jornal de Not\u00edcias<\/a><\/p>\n\n\n\n

FRB (Fast Radio Burst, em portugu\u00eas “rajada r\u00e1pida de r\u00e1dio”):<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Magnetar:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
AstronomyOnline.org<\/a><\/p>\n\n\n\n

Estrela de neutr\u00f5es:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Universidade de Maryland<\/a><\/p>\n\n\n\n

Cintila\u00e7\u00e3o:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Radiotelesc\u00f3pio CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment):<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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