As rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) são intensas emissões de ondas de rádio extragalácticas que duram no máximo alguns milissegundos. Elas foram descobertas pela primeira vez em 2007 por Duncan Lorimer e seu aluno David Narkiewicz, enquanto estudavam dados do Pulsar Survey. Até o momento, entre 50 e 60 FRBs foram detectadas, embora, segundo Victoria Caspi, astrofísica da Universidade McGill, possa haver até 10.000 por dia. Recentemente, a segunda rajada rápida de rádio repetitiva já detectada foi identificada, fornecendo mais uma pista para a compreensão dos mistérios do universo.
No verão 2018 anos O novo telescópio CHIME do Canadá detectou 13 rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) em apenas três semanas. Estas são as segundas rajadas de FRB repetidas, sendo a primeira descoberta em 2012 pelo radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico.
A primeira explosão rápida de rádio repetitiva (denominada FRB 121102) foi descoberta por um grupo de estudantes liderado por Paul Scholz, então estudante de pós-graduação. Após analisar todos os dados, eles descobriram que o sinal inicial foi seguido por mais 10 explosões. Os cientistas acreditam que a fonte dessas explosões pode ser uma galáxia anã localizada a 2,5 bilhões de anos-luz da Terra.
O segundo pulso rápido de rádio repetitivo (FRB 180725A) apareceu pela primeira vez em 14 de agosto de 2018 e, desde então, reapareceu no mesmo local no céu pelo menos cinco vezes. A equipe do CHIME publicou suas descobertas em 9 de janeiro deste ano em dois artigos na revista científica. Natureza , e as apresentaram em uma conferência da Sociedade Astronômica Americana.
Localizado no Observatório Radioastrofísico Dominion, na Colúmbia Britânica, Canadá, o telescópio CHIME está equipado com quatro receptores de rádio de alta sensibilidade, medindo 100 por 20 metros. Seu objetivo é medir a aceleração das ondas de rádio no universo, estudar a Via Láctea, rastrear pulsares e detectar rajadas rápidas de rádio (FRBs).
O Experimento Canadense de Mapeamento da Intensidade do Hidrogênio (CHIME) foi inaugurado em 7 de setembro de 2017, durante uma cerimônia de lançamento inaugural (marcando a primeira vez que o telescópio foi usado para obter imagens astronômicas). O telescópio foi projetado especificamente para receber sinais na faixa de 400 a 800 MHz com alta sensibilidade. Os dados recebidos são processados a uma taxa de 13 terabits por segundo. Em seguida, são digitalizados e processados para criar mapas celestes.
O CHIME monitora o espaço em busca de rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) durante todo o dia, utilizando 1.024 pontos ou feixes. Cada feixe é processado em 16.000 frequências diferentes, 1.000 vezes por segundo, o que significa que 130 bilhões de bits de dados são analisados em tempo real. Após o primeiro estágio de processamento, que utiliza 2.500 processadores e 32.000 gigabytes de RAM, o segundo estágio determina a localização e os detalhes de uma possível FRB. Quando uma FRB ocorre, a equipe do CHIME e a comunidade astrofísica são notificadas imediatamente.
Inicialmente, havia ceticismo quanto à capacidade do CHIME de detectar rajadas rápidas de rádio em frequências tão baixas, visto que os modelos anteriores operavam em frequências próximas a 1400 MHz. No entanto, os cientistas agora acreditam que também existem rajadas rápidas de rádio com frequências abaixo de 400 MHz.
Alguns dos 13 sinais na explosão rápida de rádio repetitiva na extremidade inferior do espectro eram tão brilhantes que a equipe do CHIME acredita que explosões abaixo de 400 MHz também possam existir. Eles também acreditam que muitas outras explosões rápidas de rádio repetitivas abaixo de 700 MHz podem ter ocorrido no passado, mas não foram reconhecidas como tal.
Após o FRB 180725A, o instrumento CHIME detectou vários outros pulsos rápidos de rádio (FRBs) em torno de 400 MHz, tanto de dia quanto de noite, que não apresentam correlação com nenhuma fonte terrestre conhecida. Se esses sinais forem confirmados, proporcionarão uma melhor compreensão dos limites de frequência em que os FRBs ocorrem, bem como das causas desses pulsos.
Ninguém ainda sabe por que ou como os pulsos rápidos de rádio (FRBs, na sigla em inglês) são emitidos. As hipóteses propostas incluem colisões de buracos negros ou estrelas de nêutrons, supernovas de alta energia, blitzars e o colapso de pulsares causado pela matéria escura.
Desde a descoberta das rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês), os cientistas têm tentado determinar a natureza de suas fontes. Como as rajadas são muito curtas, acredita-se que elas tenham origens com centenas de quilômetros de extensão ou menos. Também se acredita que sejam extremamente energéticas, gerando tanta energia em uma única rajada quanto o Sol produziria em 80 anos.
Uma das sugestões para sua origem é que elas possam ter se originado de outras formas de vida extraterrestres avançadas, embora teorias semelhantes tenham sido propostas em relação aos pulsos regulares gerados por pulsares antes de sua descoberta. Outras teorias incluem o decaimento explosivo de miniaglomerados de áxions, cordas cósmicas e o colapso das magnetosferas de buracos negros de Kerr-Newman. Foi sugerido que, se as rajadas rápidas de rádio realmente se originam de explosões de buracos negros, elas são os primeiros sinais da gravidade quântica.
No caso de rajadas rápidas de rádio recorrentes, algumas hipóteses sugerem origens múltiplas devido às diferenças na intensidade de cada sinal. Uma teoria postula que estados mecânicos quânticos emaranhados em larga escala existem no ambiente de núcleos galácticos ativos, o que pode levar a um aumento da emissão — um fenômeno conhecido como "superradiância".
Treze rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) apresentaram sinais de "dispersão", um fenômeno que ocorre quando as ondas de rádio atravessam o ambiente da fonte. Dependendo da natureza da dispersão da onda, os cientistas acreditam ser possível determinar a natureza do ambiente circundante.
Segundo Tom Landecker, membro da equipe CHIME, "ondas de baixa frequência conseguem escapar do ambiente e não se dispersam o suficiente para serem detectadas quando chegam à Terra". Esse grau de dispersão indica que as fontes são objetos astrofísicos poderosos localizados em lugares como remanescentes de supernovas ou perto do buraco negro central da galáxia, observa Cherry Ng, astrônoma da Universidade de Toronto. Detectar mais rajadas rápidas de rádio no futuro e analisar os dados fornecerá aos cientistas mais informações para ajudá-los a identificar as fontes e sua natureza.
[Fontes: CHIME, Nature, Wikipedia]