Telescópio Webb identifica galáxia hospedeira do estouro de rádio rápido mais distante

Astrônomos identificaram a galáxia hospedeira do estouro de rádio rápido (FRB) mais distante já registrado, utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA. O estouro, designado FRB 20240304B, foi detectado pela primeira vez pelo telescópio de rádio MeerKAT na África do Sul e acredita-se que tenha viajado por mais de 10 bilhões de anos antes de alcançar a Terra. As descobertas foram publicadas na revista Science.

Detectando o Estouro

A equipe MeerTRAP usou o telescópio MeerKAT para detectar o estouro em 4 de março de 2024. O sinal apresentou uma grande quantidade de dispersão, um fenômeno em que diferentes frequências de ondas de rádio chegam em tempos ligeiramente diferentes devido à viagem através de material eletricamente carregado. Essa dispersão sugeriu que o sinal teve origem a uma grande distância. No entanto, telescópios terrestres, incluindo os Telescópios Keck, não conseguiram ver a galáxia hospedeira porque ela era muito fraca.

Para confirmar a distância e identificar a fonte, os pesquisadores recorreram ao JWST. A Câmera de Infravermelho Próximo (NIRCam) do telescópio detectou uma galáxia na localização exata do estouro. Posteriormente, o instrumento Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) mediu o desvio para o vermelho da galáxia em 2,148. Essa medição corresponde a um tempo apenas 3 bilhões de anos após o big bang, o que significa que o estouro viajou por "aproximadamente 80% da história cósmica", de acordo com o Dr. Themiya Nanayakkara, da Universidade de Sydney.

Uma Galáxia Hospedeira Surpreendente

A identificação da galáxia hospedeira forneceu insights inesperados sobre as origens dos FRBs. Embora a maioria das galáxias hospedeiras de FRBs identificadas anteriormente sejam galáxias massivas formadoras de estrelas, a galáxia que hospeda o FRB 20240304B é uma pequena galáxia anã. Ela contém apenas cerca de 10 milhões de vezes a massa do nosso Sol, que é uma fração minúscula da massa da Via Láctea.

Manisha Caleb, da Universidade de Sydney, autora principal do estudo, observou a discrepância entre as expectativas e as observações. "Acreditávamos que seria uma grande galáxia bem formada com muitas estrelas, e em vez disso era uma pequena galáxia anã, embora estivesse formando estrelas ativamente", disse Caleb. A galáxia está formando estrelas em alta velocidade e tem baixo conteúdo metálico.

Implicações para as Origens dos FRBs

As características da galáxia hospedeira apoiam a teoria de que alguns FRBs têm origem em magnetars, que são estrelas de nêutrons jovens e altamente magnéticas. Essa teoria sugere que um FRB pode ocorrer relativamente rapidamente após uma estrela massiva explodir como uma supernova, deixando para trás um magnetar. Esse cronograma rápido está alinhado com a descoberta do estouro em uma galáxia jovem.

Por outro lado, as descobertas tornam improvável que este estouro específico tenha sido produzido pela fusão de duas estrelas de nêutrons, um processo que normalmente requer um atraso de tempo maior. "Nosso trabalho sugere que é muito improvável que este FRB tenha sido produzido por uma fusão", disse Caleb.

Mapeando a Teia Cósmica

Além de identificar a fonte, o estouro serve como uma ferramenta para mapear o universo. À medida que o sinal de rádio viajava em direção à Terra, ele interagiu com matéria e campos magnéticos, deixando uma impressão no sinal. J. Xavier Prochaska, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, descreveu o estouro como "quase como uma lanterna cósmica".

A equipe identificou a impressão de duas estruturas cósmicas no sinal: um aglomerado de galáxias anteriormente desconhecido em um desvio para o vermelho de 0,3 (cerca de 3,5 bilhões de anos-luz da Terra) e o Aglomerado de Virgem, localizado a cerca de 54 milhões de anos-luz da Terra. Essas medições ajudam os cientistas a quantificar a matéria que não pode ser vista através de telescópios ópticos.

Por que isso importa

Esta descoberta confirma que os estourões de rádio rápido estavam sendo produzidos quando o universo tinha apenas um quinto de sua idade atual. Ela demonstra a capacidade do JWST de identificar galáxias hospedeiras fracas para eventos cósmicos distantes. Ao estudar esses estourões, os astrônomos podem entender melhor a distribuição de matéria eletricamente carregada e campos magnéticos ao longo de bilhões de anos-luz, fornecendo novos dados sobre a estrutura do universo.

Fontes (em inglês)

• theguardian.com: Astronomers detect mysterious burst of energy from a galaxy far, far away | Astronomy | The Guardian
• science.nasa.gov: Webb Measures Distance to Farthest Fast Radio Burst, Suggesting Origin - NASA Science
• theconversation.com: Astronomers pinpoint the origin of a 10 billion-year-old millisecond signal from space

Tradução feita com IA do artigo original em inglês, revisada automaticamente para dizer o mesmo que o original. As fontes foram verificadas em inglês.