Em apenas seu primeiro ano de operação, um radiotelescópio canadense quadruplicou o número de detecções de estranhos sinais cósmicos conhecidos como explosões de rádio rápida extragaláctica.
Entre 2018 e 2019, o Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) detectou 535 novos sinais. O novo catálogo expandido de rajadas de rádio rápidas (FRBs) permitirá aos cientistas analisar melhor os dados estatísticos.
Por sua vez, isso nos ajudará a entender de onde essas explosões misteriosas se originam, e usá-las como uma ferramenta para entender o Universo mais amplo.
“Antes do CHIME, menos de 100 FRBs haviam sido descobertos no total; agora, depois de um ano de observação, descobrimos centenas mais”, disse a astrofísica Kaitlyn Shin, do MIT, e a colaboração do sino.
“Com todas essas fontes, podemos começar a ter uma ideia de como são os FRBs como um todo, o que a astrofísica pode estar conduzindo esses eventos e como eles podem ser usados para estudar o Universo no futuro.”
As rápidas rajadas de rádio são incrivelmente impressionantes. Estas são rajadas de luz em comprimentos de onda de rádio (principalmente) de milhões de anos-luz que duram apenas milissegundos, tão poderosos que descarregam, nessa cintilação de tempo, até tanta energia quanto 500 milhões de sóis.
O primeiro foi descoberto em 2007, e desde então os FRBs são um quebra-cabeça. Sendo tão breves e (acima de tudo) imprevisíveis, eles são realmente difíceis de estudar. Basicamente você tem que olhar para o céu e esperar que você está olhando para a faixa certa de comprimentos de onda para pegar um.
Isto é o que a CHIME fez. É um telescópio fixo composto por quatro antenas parabólicas para um campo de visão extra amplo, otimizado para (entre outras coisas) os comprimentos de onda dos FRBs. Ele só olha para o céu em busca de sinais. Isso gera cerca de 7 terabytes de dados por segundo, que é processado no local usando um poderoso mapeador personalizado.
Esta otimização é o que faz do CHIME uma besta de caça frbs. E suas contribuições estão mudando nossa compreensão dos FRBs.
O novo catálogo nos mostra que os FRBs estão mais ou menos distribuídos uniformemente por todo o céu. Isso sugere que eles são onipresentes (e, desculpe, xenófilos, torna os sinais muito menos propensos a ser de tecnologia alienígena) no espaço. De fato, a análise desses dados sugere que os FRBs brilhantes o suficiente para serem detectados pelos telescópios ocorrem a uma taxa de cerca de 9.000 rajadas por dia.
“Essa é a beleza deste campo: os FRBs são realmente difíceis de ver, mas não são incomuns”, diz o físico Kiyoshi Masui, do MIT. Se seus olhos pudessem ver o rádio piscar da mesma forma que você pode ver os flashes das câmeras, você os veria o tempo todo se você apenas olhasse para cima.”
Os dados também confirmam observações anteriores sobre FRBs. Nós já sabíamos que a maioria dos FRBs são sinais únicos que não se repetem, mas um punhado faz. Isso se reflete no catálogo do CHIME: a equipe detectou apenas 18 repetidores de 535 fontes. Os sinais desses repetidores também são um pouco diferentes: um pouco mais longos e mais concentrados.
(A maioria desses repetidores também são bastante aleatórios, mas no passado, dois foram encontrados para cuspir sinais em um ciclo de repetição – não temos certeza do que isso significa ainda.)
No ano passado, pela primeira vez, um FRB foi detectado vindo de nossa própria galáxia, de um tipo de estrela altamente magnetizada chamada magnetar. No entanto, isso não significa que o mistério tenha sido completamente resolvido: ainda é possível que haja outras fontes e mecanismos astrofísicos que produzam os sinais.
A diversidade do catálogo chime é consistente com essa possibilidade. A boa notícia é que os astrônomos estão melhorando na localização de FRBs não apenas em suas galáxias de origem, mas em regiões dessas galáxias. O catálogo chime oferece mais candidatos à localização, o que nos ajudará a conectar os tipos frb com os ambientes cósmicos dos quais eles surgem.
Como vimos no passado, os FRBs também podem ser ferramentas poderosas para sondar o meio interestelar e intergaláctico. Como o sinal está polarizado e espalhado pelo que passa, os astrônomos podem analisar essas mudanças para reconstruir essa jornada. No ano passado, uma equipe usou isso como uma ferramenta para rastrear a “matéria perdida” no Universo, o gás difuso nos vazios do espaço que não podemos ver facilmente.
O catálogo do CHIME ajudará os astrônomos a mapear esses espaços com muito mais detalhes.
“Com um grande número de FRBs, esperamos descobrir como o gás e a matéria são distribuídos em escalas muito grandes no universo”, disse Shin.
“Então, juntamente com o mistério do que são os próprios FRBs, há também o potencial excitante dos FRBs como poderosas sondas cosmológicas no futuro.”
A equipe apresentou seus resultados no 238º Encontro da Sociedade Astronômica Americana.