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As explosões rápidas de rádio (FRBs) foram descobertas pela primeira vez em 2007. Em cerca de um milésimo de segundo, elas liberam tanta energia quanto o Sol em dias. Em todo o universo observável, muitas centenas de FRBs disparam todos os dias, mas são difíceis de capturar. Não sabemos onde ou quando ocorrerá o próximo, e a maioria dos radiotelescópios tem um campo de visão muito pequeno, como se estivéssemos observando o universo através de um canudo. (A exceção é o telescópio canadense CHIME, cujo enorme campo de visão permitiu a detecção de centenas de FRBs até hoje.)
Felizmente, alguns FRBs são repetidores – um sinal claro de que o “motor” que produz as rajadas não é completamente destruído no evento. Com um pouco de paciência e sorte, os astrônomos podem estudar várias rajadas da mesma fonte, apenas apontando seus instrumentos para a localização de uma das duas dúzias de repetidores conhecidos.
Foi exatamente isso que uma grande colaboração liderada por Franz Kirsten (Observatório Espacial Onsala, Suécia) fez no ano passado. Usando os 12 radiotelescópios da Rede Europeia de Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI), eles observaram a localização de FRB 20200120E, uma rápida explosão de rádio nos arredores da galáxia espiral M81, a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância na Ursa Maior. “Esta é a FRB extragaláctica mais próxima conhecida até hoje”, diz Kirsten. (Em 2020, os astrônomos detectaram um FRB de baixa luminosidade em nossa própria Via Láctea .) Entre fevereiro e abril de 2021, a equipe detectou um total de cinco rajadas.
Usando interferometria, a equipe identificou a posição do repetidor no céu com uma precisão de apenas 1,25 milissegundos de arco. Eles ficaram surpresos ao ver que os flashes energéticos se originaram em um dos muitos aglomerados globulares de M81. Na Nature de hoje ( pré-impressão disponível aqui ), os pesquisadores afirmam que a probabilidade de um alinhamento casual é menor que uma em 6.000, concluindo que a associação é “robusta”.
E é aí que o quebra-cabeça começa. Há ampla evidência de que rajadas de rádio rápidas se originam em ou ao redor de magnetares – estrelas de nêutrons recém-nascidas e altamente magnetizadas.
Mas isso implicaria uma explosão de supernova relativamente recente no aglomerado globular: “O cenário mais comum e provável para a formação de magnetares é o de supernova de colapso do núcleo”, diz Kirsten.
No entanto, as supernovas de colapso de núcleo são as detonações terminais de estrelas massivas. E como as estrelas massivas têm vidas curtas, você não espera explosões de supernovas em aglomerados globulares: os globulares se formaram no início da juventude do universo, então quaisquer estrelas massivas que eles pudessem conter teriam se tornado supernovas há muitos bilhões de anos.
A explicação mais provável, segundo os pesquisadores, é que o magnetar se formou de outra forma. Como os aglomerados globulares têm uma alta densidade estelar, espera-se que eles contenham muitas estrelas binárias compactas. Se uma anã branca extraiu massa de uma companheira estelar, ela pode ter ganho o suficiente para colapsar em uma estrela de nêutrons.
Outra alternativa é a fusão de, digamos, duas anãs brancas, uma anã branca e uma estrela de nêutrons, ou talvez até duas estrelas de nêutrons de baixa massa. Qualquer colisão desse tipo também pode levar a um colapso ainda maior e ao nascimento de uma estrela de nêutrons altamente magnetizada.
Mas Rea, que é especialista em magnetares, diz que não há evidências inequívocas de que estrelas de nêutrons possam se formar através de colapso induzido por acreção ou colapso induzido por fusão. “Até agora, é apenas teoria”, diz ela, acrescentando que esse FRB em particular pode ter vindo de algo completamente diferente.
Rajadas rápidas de rádio em aglomerados globulares podem ser comuns. O FRB 20200120E é “um FRB de baixa luminosidade”, observa Kirsten. “Não teria sido detectado se estivesse à distância do próximo FRB mais próximo.” De acordo com Rea, “Pode haver muitos deles. É difícil dizer com base em apenas um exemplo.”
FONTES:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/fast-radio-burst-globular-cluster-puzzles-astronomers/
https://arxiv.org/pdf/2105.11445.pdf
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