Nota de Imprensa

Astrónomos detectam a explosão de rádio rápida mais distante encontrada até à data

19 de Outubro de 2023

Uma equipa internacional de astrónomos detectou uma explosão de ondas rádio cósmicas remota que durou menos de um milissegundo. Esta “explosão de rádio rápida” (FRB, sigla do inglês para Fast Radio Burst) é a mais distante descoberta até à data. A sua fonte foi localizada pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO numa galáxia tão distante que a sua luz demorou 8 mil milhões de anos a chegar até nós. Esta explosão é também uma das mais energéticas alguma vez observada; numa pequena fração de segundo foi libertado o equivalente à emissão total do nosso Sol em 30 anos.

A descoberta da explosão, denominada FRB 20220610A foi feita em Junho do ano passado pelo radiotelescópio ASKAP na Austrália [1] e bateu o anterior recorde de distância da equipa em 50%.

"Usando a rede de antenas parabólicas do ASKAP, conseguimos determinar com precisão de onde veio a explosão", disse Stuart Ryder, astrónomo da Universidade Macquarie, na Austrália, e co-autor principal do estudo publicado hoje na revista Science. "Depois usámos [o VLT do ESO], no Chile, para procurar a galáxia de origem, [2] descobrindo que esta é mais antiga e mais distante do que qualquer outra fonte de FRB encontrada até à data e que, provavelmente, faz parte de um pequeno grupo de galáxias.”

A descoberta confirma que as FRBs podem ser usadas para medir a matéria "em falta" entre as galáxias, dando-nos assim uma nova forma de "pesar" o Universo.

Os atuais métodos para estimar a massa do Universo estão a dar respostas contraditórias e a pôr em causa o modelo padrão da cosmologia. "Se contarmos a quantidade de matéria normal no Universo, ou seja, os átomos que nos constituem, verificamos que falta mais de metade do que deveria existir atualmente", diz Ryan Shannon, professor da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália, que também co-liderou o estudo. "Pensa-se que a matéria em falta está escondida no espaço entre as galáxias, mas pode estar tão quente e difusa que se torna impossível vê-la utilizando técnicas normais”.

"As explosões de rádio rápidas detectam este material ionizado. Mesmo no espaço que está praticamente vazio, estes eventos conseguem 'ver' todos os electrões, o que nos permite medir a quantidade de matéria existente entre as galáxias", explica Shannon.

Encontrar FRBs distantes é fundamental para medir com precisão a matéria em falta no Universo, como demonstrou o falecido astrónomo australiano Jean-Pierre ("J-P") Macquart em 2020. "J-P mostrou que quanto mais distante se encontrar uma explosão de rádio rápida, mais gás difuso revelará entre as galáxias. Este facto é agora conhecido como a relação de Macquart. Algumas explosões de rádio rápidas recentes parecem quebrar esta relação. As nossas medições confirmam que a relação de Macquart se mantém para além de metade do Universo conhecido", diz Ryder.

"Embora não saibamos ainda o que causa estas enormes explosões de energia, este trabalho confirma que as explosões de rádio rápidas são acontecimentos comuns no cosmos e que poderemos usá-las para detectar matéria entre as galáxias e assim compreender melhor a estrutura do Universo", afirma Shannon.

Este resultado representa o limite do que é possível obter com os atuais telescópios, no entanto os astrónomos em breve disporão de instrumentos para detectar explosões ainda mais antigas e distantes, identificar as galáxias de origem e medir a matéria em falta no Universo. A organização internacional Square Kilometre Array Observatory (SKAO) está atualmente a construir dois radiotelescópios, na África do Sul e na Austrália, que serão capazes de encontrar milhares de FRBs, incluindo as muito distantes que não conseguimos detectar com as infraestruturas atuais. O Extremely Large Telescope do ESO, um telescópio de 39 metros que está a ser construído no deserto chileno do Atacama, será um dos poucos telescópios capazes de estudar as galáxias de origem de explosões ainda mais distantes do que a FRB 20220610A.

Notas

[1] O telescópio ASKAP pertence e é operado pela CSIRO, a agência nacional de ciência da Austrália, em Wajarri Yamaji Country, na Austrália Ocidental.

[2] A equipa utilizou dados obtidos com os instrumentos FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2), X-shooter e HAWK-I (High Acuity Wide-field K-band Imager), todos eles instalados no VLT do ESO. Foram igualmente utilizados neste estudo dados do Observatório Keck, Hawaii, EUA.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1” publicado na revista Science.

A equipa é composta por: S. D. Ryder (School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University, Austrália [SMPS]; Astrophysics and Space Technologies Research Centre, Macquarie University, Sydney, Austrália [ASTRC]), K. W. Bannister (Australia Telescope National Facility, Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Space and Astronomy, Austrália [CSIRO]), S. Bhandari (The Netherlands Institute for Radio Astronomy, Países Baixos; Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe, Países Baixos), A. T. Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Austrália [CAS]), R. D. Ekers (CSIRO; International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin Institute of Radio Astronomy, Curtin University, Austrália [ICRAR]), M. Glowacki (ICRAR), A. C. Gordon (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, EUA [CIERA]), K. Gourdji (CAS), C. W. James (ICRAR), C. D. Kilpatrick (CIERA; Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, EUA), W. Lu (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, EUA; Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley, EUA), L. Marnoch (SMPS; ASTRC; CSIRO; Australian Research Council Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3 Dimensions, Austrália), V. A. Moss (CSIRO), J. X. Prochaska (Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, EUA [Santa Cruz]; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japão), H. Qiu (SKA Observatory, Jodrell Bank, Reino Unido), E. M. Sadler (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Austrália; CSIRO), S. Simha (Santa Cruz), M. W. Sammons (ICRAR), D. R. Scott (ICRAR), N. Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica De Valparaíso, Chile) e R. M. Shannon (CAS).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Email: Stuart.Ryder@mq.edu.au

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Hawthorn, Australia
Tel: +61 3 9214 5205
Email: rshannon@swin.edu.au

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2317, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

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