Uma misteriosa explosão rápida de rádio remonta a um raro aglomerado de galáxias

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Os astrônomos rastrearam uma das mais poderosas e distantes explosões de rádio rápidas já descobertas até seu incomum lar cósmico: um raro aglomerado de galáxias “semelhante a uma bolha”. Esta descoberta inesperada pode lançar mais luz sobre as causas das misteriosas explosões de ondas de rádio, que intrigam os cientistas há anos.

O sinal intenso, denominado FRB 20220610A, foi detectado pela primeira vez em 10 de junho de 2022 e viajou 8 bilhões de anos-luz para chegar à Terra. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, ou 5,88 trilhões de milhas (9,46 trilhões de km).

Explosões rápidas de rádio, ou FRBs, são rajadas intensas de ondas de rádio de origem desconhecida, com duração de milissegundos. O primeiro FRB foi detectado em 2007 e, desde então, centenas desses flashes cósmicos rápidos foram detectados vindos de pontos distantes do universo.

Esta rajada rápida de rádio durou menos de um milissegundo, mas foi quatro vezes mais energética do que as rajadas rápidas de rádio detectadas anteriormente. A explosão liberou o equivalente às emissões ativas do nosso Sol ao longo de 30 anos, de acordo com um relatório O estudo preliminar foi publicado em outubro.

Muitas rajadas rápidas de rádio emitem ondas de rádio extremamente brilhantes que duram apenas alguns milissegundos no máximo antes de desaparecerem, tornando-as difíceis de observar.

Os radiotelescópios provaram ser úteis para rastrear os caminhos de flashes cósmicos rápidos, por isso os pesquisadores usaram o Radiotelescópio Australiano de Quilômetro Quadrado, ou ASKAP, na Austrália Ocidental e o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul no Chile para identificar onde a misteriosa explosão se originou. .

As observações levaram os cientistas a uma bolha celestial gigante, que inicialmente se pensava ser uma única galáxia irregular ou um grupo de três galáxias em interação.

Agora, os astrónomos usaram imagens do Telescópio Espacial Hubble para revelar que a rápida explosão de rádio veio de um aglomerado de pelo menos sete galáxias tão próximas umas das outras que todas caberiam dentro da Via Láctea.

Os resultados foram apresentados terça-feira na 243ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Nova Orleans.

As galáxias do aglomerado parecem estar interagindo e podem estar se fundindo, o que pode ter levado a uma rápida explosão de rádio, segundo os pesquisadores.

“Sem as imagens do Hubble, ainda seria um mistério se esta explosão rápida de rádio se originou de uma galáxia única e homogênea ou de algum tipo de aglomerado”, disse a principal autora do estudo, Alexa Gordon, estudante de doutorado em astronomia na Weinberg School da Northwestern University. das Artes. Sistemas Interagentes. E a ciência, em comunicado.

“São estes tipos de ambientes – estes ambientes exóticos – que nos estão a empurrar para uma melhor compreensão do mistério das rajadas rápidas de rádio.”

O aglomerado de galáxias, conhecido como Aglomerado Compacto, é excepcional e um exemplo das “estruturas galácticas mais densas que conhecemos”, disse o coautor do estudo Wen-Fei Fong, professor associado de física e astronomia na Northwestern University e conselheiro de Gordon.

Quando as galáxias interagem, elas podem desencadear explosões de formação estelar, que podem estar ligadas a uma explosão, disse Gordon.

Explosões rápidas de rádio foram em grande parte rastreadas até galáxias isoladas, mas os astrônomos também as encontraram em aglomerados globulares, que agora são um aglomerado compacto, disse Gordon.

“Precisamos apenas continuar encontrando mais dessas rajadas rápidas de rádio, tanto próximas quanto distantes, e em todos esses diferentes tipos de ambientes”, disse ela.

Quase 1.000 rajadas rápidas de rádio foram detectadas desde a sua descoberta inicial, há cerca de duas décadas, mas os astrônomos ainda não têm certeza do que causa essas rajadas.

Mas muitos concordam que objetos compactos, como buracos negros ou estrelas de nêutrons, e os restos densos de estrelas que explodiram, provavelmente estão envolvidos. Os magnetares, ou estrelas com elevado magnetismo, podem ser a causa raiz das rápidas explosões de rádio, de acordo com pesquisas recentes.

Compreender a origem das explosões rápidas de rádio pode ajudar os astrônomos a determinar mais sobre o que fundamentalmente faz com que elas fluam pelo universo.

“Embora centenas de eventos FRB tenham sido detectados até agora, apenas uma pequena fração deles foi mapeada em suas galáxias hospedeiras”, disse o coautor do estudo, Yuexin Fic Dong, em um comunicado. “Dentro desta pequena fração, apenas alguns vieram do denso ambiente galáctico, mas nenhum foi visto num grupo tão compacto. Portanto, o seu local de nascimento é verdadeiramente raro.” Dong é pesquisador da National Science Foundation e estudante de doutorado em astronomia no laboratório de Fung na Northwestern University.

Mais informações sobre rajadas rápidas de rádio também poderiam levar a descobertas sobre a natureza do universo. À medida que os jatos viajam pelo espaço durante milhares de milhões de anos, eles interagem com a matéria cósmica.

“As ondas de rádio, em particular, são sensíveis a qualquer material interveniente ao longo da linha de visão – desde a localização do FRB até nós”, disse Fung. “Isso significa que as ondas devem viajar através de qualquer nuvem de material ao redor do local da explosão rápida de rádio, através da galáxia hospedeira, através do universo e, finalmente, através da Via Láctea. Através do atraso de tempo no próprio sinal FRB, podemos medir a soma de todas essas contribuições.”

Gordon disse que os astrônomos esperam métodos cada vez mais sensíveis para detectar explosões rápidas de rádio no futuro, o que poderia levar à detecção de mais delas a distâncias maiores.

“Em última análise, estamos a tentar responder às questões: O que os causa? Quais são os seus antepassados ​​e quais são as suas origens? As observações do Hubble fornecem uma visão surpreendente sobre os incríveis tipos de ambientes que levam a estes eventos misteriosos,” disse Fong.