Uma explosão de ondas de rádio que viajou por mais de 10 bilhões de anos acaba de ganhar um endereço cósmico. E o lugar de onde ela partiu é bem diferente do que os astrônomos imaginavam.
Uma equipe internacional combinou observações do conjunto de radiotelescópios MeerKAT, na África do Sul, com imagens do Telescópio Espacial James Webb para identificar a galáxia de origem do FRB 20240304B. Trata-se de uma rajada rápida de rádio emitida há 10,6 bilhões de anos, quando o Universo tinha apenas cerca de 3 bilhões de anos.
O sinal chegou à Terra em 4 de março de 2024, data que deu nome ao evento. Segundo o estudo publicado na revista Science, este é o FRB mais distante cuja galáxia hospedeira já foi identificada.
A origem exata dessas explosões continua em aberto, mas a descoberta reforça uma das principais hipóteses em debate.
Um ponto vazio no céu que só o Webb conseguiu enxergar
O MeerKAT conseguiu localizar a posição do sinal na abóbada celeste. O problema era que nenhum telescópio em solo encontrava qualquer objeto naquele ponto.
Observações feitas com os telescópios Keck, por exemplo, não revelaram galáxia alguma na posição do FRB. Os astrônomos suspeitaram, então, que a fonte estivesse distante demais e, por isso, fraca demais para ser detectada a partir da Terra.
A aposta foi recorrer ao James Webb. Com sua câmera de infravermelho próximo, a NIRCam, o telescópio espacial revelou uma fonte tênue no local indicado pelo MeerKAT.
Era uma pequena galáxia anã, em plena atividade de formação de estrelas. O achado, por si só, já seria notável pela distância, mas as características da galáxia foram a verdadeira surpresa.
Mil vezes menos massiva do que o esperado
As rajadas rápidas de rádio, conhecidas pela sigla em inglês FRB, são conhecidas pelos astrônomos desde 2007. Também chamadas de “rajadas Lorimer”, em referência a seu descobridor, foram identificadas em novas análises de dados de arquivo do radiotelescópio de Parkes, na Austrália.
Esses sinais geralmente são transitórios e extremamente energéticos. Em poucos milissegundos, no máximo, parecem liberar em ondas de rádio o equivalente a toda a energia que o Sol irradia em luz visível ao longo de um ano.
Durante algum tempo, cientistas chegaram a duvidar se eram fenômenos reais ou apenas interferências. Hoje se sabe que vêm de fora da Via Láctea, mas o mecanismo que os produz segue sem explicação definitiva.
“O que torna as rajadas rápidas de rádio interessantes é que não sabemos o que as gera. Temos teorias sobre os objetos que as produzem, mas não dispomos de nenhuma prova conclusiva”, afirmou Manisha Caleb, da Universidade de Sydney, autora principal do estudo, em comunicado da NASA.
A galáxia hospedeira do FRB 20240304B oferece algumas pistas. Ela tem cerca de 10 milhões de massas solares, é especialmente pobre em elementos pesados e exibe intensa formação estelar. Ela é mil vezes menos massiva do que os astrofísicos esperavam, já que esses sinais costumam ser detectados majoritariamente em galáxias grandes.
Magnetares ganham força como fonte dos sinais
Outro detalhe pesa ainda mais. A galáxia é observada durante o chamado “meio-dia cósmico”, período da história do Universo marcado por um pico de formação de estrelas. Na prática, isso indica que ela é composta majoritariamente por estrelas jovens.
Esse cenário não combina com a hipótese de que os FRB nasceriam da colisão de estrelas de nêutrons. Nesse modelo, os dois objetos se aproximam aos poucos, perdendo energia na forma de ondas gravitacionais, um processo que costuma levar vários bilhões de anos.
Se fosse assim, seria de esperar que os sinais viessem de galáxias mais velhas, com populações estelares mais evoluídas. Não é o caso aqui.
“Nosso trabalho sugere que é muito improvável que este FRB tenha sido produzido por uma fusão”, declarou Caleb no mesmo comunicado.
A observação aponta para outra explicação: a atividade de uma única estrela de nêutrons dotada de um campo magnético extraordinariamente intenso, conhecida como magnetar. Esses objetos têm os campos magnéticos mais poderosos já registrados e, em casos raros, produzem erupções gigantes.
Encontrar outras rajadas semelhantes, ou ainda mais antigas, interessa também aos cosmólogos. Ao atravessar o meio intergaláctico por mais de 10 bilhões de anos, as ondas de rádio guardaram informações sobre a matéria ionizada e os campos magnéticos que encontraram no caminho.
Por isso, os FRB podem ajudar a mapear a matéria difusa nos filamentos que ligam aglomerados de galáxias. Também podem permitir detectar e medir campos magnéticos intergalácticos, acompanhando sua evolução ao longo de quase 80% da história do Universo.
