As rajadas rápidas de rádio são pulsos extremamente breves de ondas de rádio que chegam à Terra a partir de regiões distantes do Universo. Embora durem apenas milésimos de segundo, esses sinais podem revelar informações importantes sobre fenômenos cósmicos ainda pouco compreendidos.
A maioria das galáxias associadas a essas explosões é relativamente grande e apresenta intensa atividade de formação estelar. No entanto, uma descoberta recente surpreendeu os pesquisadores: a rajada mais distante estudada pela equipe teve origem em uma galáxia anã cuja massa era cerca de mil vezes menor do que a esperada.
O tamanho reduzido e as características dessa galáxia levantaram dúvidas sobre as explicações tradicionais para a origem desses sinais. Uma das hipóteses consideradas envolve a colisão entre duas estrelas colapsadas, mas esse cenário não parece explicar satisfatoriamente o fenômeno observado.
O estudo foi liderado por Manisha Caleb, pesquisadora da Universidade de Sydney, na Austrália, e divulgado em conjunto com um anúncio da NASA. A descoberta oferece novas pistas sobre as condições em que as rajadas rápidas de rádio podem surgir.
Por que a origem das rajadas rápidas de rádio continua sendo um mistério?
Os astrônomos identificaram esses pulsos pela primeira vez em 2007. Desde então, milhares de sinais foram detectados, mas determinar exatamente o que os produz continua sendo um dos desafios da astrofísica.
Cada rajada costuma durar cerca de um milésimo de segundo, e muitas delas são observadas apenas uma vez. Como os sinais desaparecem rapidamente, os pesquisadores precisam identificar sua posição com precisão e reunir informações sobre a região de onde vieram.
Existem diferentes hipóteses para explicar o fenômeno, incluindo processos relacionados a estrelas de nêutrons, objetos extremamente densos que podem apresentar campos magnéticos intensos. Entretanto, ainda não há uma explicação única capaz de esclarecer todos os tipos de rajadas observados.
No caso investigado pela equipe de Caleb, as características da galáxia de origem tornaram a descoberta especialmente intrigante. Os pesquisadores esperavam encontrar uma estrutura muito maior e mais desenvolvida, mas identificaram uma pequena galáxia anã que ainda formava estrelas ativamente.
Como os cientistas encontraram a galáxia de origem do sinal?
Em 4 de março de 2024, pesquisadores do projeto MeerTRAP detectaram a rajada FRB 20240304B com o radiotelescópio MeerKAT, instalado na África do Sul. A análise inicial indicou que o sinal havia percorrido uma distância extraordinária antes de chegar à Terra.
O desafio seguinte era localizar a galáxia responsável pela emissão. Embora os cientistas conhecessem com precisão a posição da rajada no céu, as observações feitas com grandes telescópios terrestres não conseguiram identificar imediatamente sua fonte.
A equipe recorreu então ao Telescópio Espacial James Webb, da NASA. Utilizando sua câmera de infravermelho próximo, os pesquisadores conseguiram observar uma galáxia muito tênue na região correspondente à origem do sinal.
O espectrógrafo do telescópio também permitiu medir o desvio para o vermelho da galáxia, fenômeno que ocorre quando a expansão do Universo alonga o comprimento de onda da luz durante sua viagem até nós.
O valor encontrado foi de 2,148. A medição indica que a luz observada deixou a galáxia quando o Universo tinha aproximadamente 3 bilhões de anos, oferecendo aos astrônomos uma oportunidade de estudar um período muito antigo da história cósmica.
Galáxia anã pode ajudar a explicar a origem das explosões de rádio
A descoberta chamou a atenção porque galáxias tão pequenas não eram o cenário esperado pelos pesquisadores para uma rajada localizada a uma distância tão grande. A diferença entre a massa estimada da galáxia e aquela prevista inicialmente levou a equipe a reconsiderar possíveis explicações para o fenômeno.
Uma das hipóteses envolve a colisão de duas estrelas colapsadas. No entanto, as características do ambiente identificado não se encaixam facilmente nessa interpretação, o que mantém em aberto a questão sobre o mecanismo responsável pela explosão.
A galáxia também apresenta intensa atividade de formação estelar, apesar de suas dimensões reduzidas. Esse detalhe ajuda os pesquisadores a investigar como diferentes ambientes galácticos podem estar relacionados à produção de rajadas rápidas de rádio.
Estrelas se formaram em um intervalo relativamente curto
A galáxia identificada existiu durante o chamado meio-dia cósmico, período em que a formação de estrelas atingiu taxas particularmente elevadas no Universo. As observações indicam uma estrutura pequena e compacta, com atividade significativa de produção estelar.
Com base nessa atividade, a equipe estimou que grande parte das estrelas da galáxia pode ter se formado em aproximadamente 30 milhões de anos. Trata-se de um intervalo relativamente curto em comparação com a idade que o Universo já tinha naquele momento.
Essas características tornam a galáxia um objeto valioso para estudar a evolução das primeiras estruturas cósmicas e as condições que podem favorecer fenômenos energéticos extremos.
Embora a descoberta ainda não esclareça definitivamente o que provoca as rajadas rápidas de rádio, ela amplia o conjunto de ambientes conhecidos associados a esses sinais. Ao investigar uma fonte localizada em uma galáxia anã distante, os astrônomos ganham novas pistas para compreender um dos fenômenos mais enigmáticos do Universo.


