Misteriosas Erupções de Ondas de Rádio Ocorrem a Distâncias Cosmológicas

Num artigo hoje publicado na revista Nature, uma equipa de astrónomos liderada por Evan Keane, da Square Kilometre Array Organisation, descreve a primeira detecção em tempo real de uma erupção de ondas de rádio, seguida da sua localização precisa no céu e a identificação do seu ponto de origem — uma galáxia situada a 6 mil milhões de anos-luz. Este trabalho notável reforça a ideia de que estas misteriosas erupções ocorrem a distâncias cosmológicas.


Uma erupção rápida de ondas de rádio (Fast Radio Burst ou FRB, em inglês) é um fenómeno transiente, difícil de detectar, caracterizado por um pulso intenso de rádio com a duração de apenas alguns mili-segundos. De facto, até à detecção do FRB150418 (150418 – 18 de Abril de 2015), o evento descrito no artigo, quase todos os restantes tinham sido detectados através de um estudo detalhado de dados arquivados, meses ou mesmo anos após terem ocorrido. Os astrónomos desconhecem o fenómeno astrofísico que está na sua origem mas uma coisa é certa, terá de ser algo extremamente energético agora que sabemos que se situam a enormes distâncias.

O rádiotelescópio de Parkes que detectou o FRB150418. Crédito: CSIRO.

De facto, a análise dos sinais existentes sugeria já a sua natureza extra-galáctica, devido à grande dispersão do pulso de rádio. A dispersão traduz-se num desfasamento temporal na chegada do pulso de rádio à Terra em diferentes frequências: as ondas de maior frequência chegam primeiro, as de menor chegam mais tarde. Este atraso deve-se à interacção das ondas de rádio com partículas com carga eléctrica, sobretudo electrões, ao longo do seu caminho, e o efeito observado é proporcional à quantidade destas partículas existentes entre a Terra e a fonte de ondas de rádio. Como o efeito é bastante pronunciado nos FRBs detectados até à data, isso sugere, mas não demonstra em definitivo, que se encontram a grandes distâncias.

A dispersão do pulso rádio do FRB150418 é visível nesta imagem: para frequências maiores o pico é observado mais cedo, para frequências menores é observado mais tarde. Fonte: http://www.mpifr-bonn.mpg.de/3547309/standard_sans_both.jpg.

Em 18 de Abril de 2015, um sinal foi detectado pelo radiotelescópio de Parkes, na Austrália. Os astrónomos estavam preparados para esta eventualidade e imediatamente comunicaram o evento a colegas no ATCA (Australian Telescope Compact Array), um conjunto de seis radiotelescópios de 22 metros que podem ser usados como um só com grande poder de resolução. Felizmente, o FRB150418 permaneceu debilmente visível durante seis dias após o pulso inicial, o que permitiu aos astrónomos no ATCA determinar a sua posição com uma precisão mil vezes melhor do que tinha sido possível até à data para um FRB.

O ATCA, o conjunto de radiotelescópios que conseguiu medir com precisão a posição do FRB150418. Crédito: ATCA.

Utilizando a posição fornecida pelo ATCA, os astrónomos recorreram então a um grande telescópio óptico, o gigante Subaru do NAOJ (National Optical Observatory of Japan), de 8.2 metros, no Hawaii, para identificar o objecto na origem do energético pulso de rádio. As imagens obtidas mostram nessa mesma posição uma galáxia elíptica longínqua. Um espectro da galáxia permitiu calcular o desvio para o vermelho das suas linhas espectrais devido à expansão do Universo. O valor obtido, λ = 0.492, corresponde a uma distância de 6 mil milhões de anos-luz!

A galáxia elíptica de onde foi oriundo o FRB150418, fotografada pelo telescópio Subaru. Crédito: D. Kaplan (UWM), E. F. Keane (SKAO).