O Fast Radio Bursts (FRBs) fascina os astrônomos desde que o primeiro foi detectado em 2007. Este evento foi nomeado "Lorimer Burst" em homenagem ao seu descobridor, Duncan Lorimer, da West Virginia University. Na radioastronomia, esse fenômeno refere-se a pulsos de rádio transitórios provenientes de fontes cosmológicas distantes, que geralmente duram alguns milissegundos em média.
Mais de duas dúzias de eventos foram descobertos desde 2007 e os cientistas ainda não sabem ao certo o que os causa - embora as teorias variem de estrelas em explosão e buracos negros a pulsares e magnetares. No entanto, de acordo com um novo estudo realizado por uma equipe de astrônomos chineses, os FRBs podem estar ligados a crostas formadas em torno de "estrelas estranhas". De acordo com um modelo que eles criaram, é o colapso dessas crostas que leva a explosões de alta energia que podem ser vistas a anos-luz de distância.
O estudo, intitulado "Explosões rápidas de rádio do colapso de crostas de estrelas estranhas", apareceu recentemente em o Jornal Astrofísico. A equipe foi liderada por Yue Zhang da Escola de Astronomia e Ciência Espacial (SASC) da Universidade de Nanjing e incluiu Jin-Jun Geng e Yong-Feng Huang - um pós-doutorado e professor do SASC e do Laboratório-chave de Astronomia e Astrofísica Moderna ( também na Universidade de Nanjing), respectivamente.
Como afirmam em seu estudo, todas as tentativas anteriores de explicar os FRBs foram incapazes de resolver de onde vêm esses fenômenos estranhos. Além disso, nenhuma contraparte em outras bandas de ondas foi detectada para FRBs que não se repetem até agora e a pesquisa sobre suas origens foi confundida pelo estudo de FRBs repetidos. Isso se deve ao fato de que os primeiros são frequentemente atribuídos a eventos catastróficos, que são incapazes de se repetir.
No caso dos FRBs, esses eventos catastróficos incluem “explosões gigantes magnetares, o colapso de estrelas de nêutrons rotativas supramassivas magnetizadas, fusões binárias de estrelas de nêutrons, fusões binárias de anãs brancas, colisões entre estrelas de nêutrons e asteróides / cometas, colisões entre estrelas de nêutrons e estrelas brancas. anões e evaporação de buracos negros primordiais. ”
Como alternativa, no caso dos FRBs repetidos, vários modelos sugerem que isso pode ser causado por “pulsares altamente magnetizados que viajam através de cinturões de asteróides, transferência de massa binária de anã-estrela anã branca-branca e tremores de pulsares”. Para o estudo, a equipe propôs um novo modelo pelo qual o acúmulo e o colapso da matéria em certos tipos de estrelas de nêutrons (também conhecidos como "estrelas estranhas") poderiam explicar o comportamento dos FRBs. Como eles explicam:
“Foi conjeturado que a matéria estranha de quarks (SQM), um tipo de material denso composto por números aproximadamente iguais de quarks para cima, para baixo e estranhos, pode ter uma energia mais baixa por bárion do que a matéria nuclear comum (como 56 Fe). que pode ser o verdadeiro estado fundamental da matéria hadrônica. Se essa hipótese estiver correta, as estrelas de nêutrons (NSs) podem realmente ser 'estrelas estranhas' ”.
De acordo com esse modelo, estrelas estranhas acumulam uma camada de matéria hadrônica (também conhecida como “normal”) em sua superfície ao longo do tempo. À medida que essas estrelas SQM acumulam matéria de seu ambiente, suas crostas se tornam cada vez mais pesadas. Eventualmente, isso leva ao colapso da crosta, deixando uma estrela estranha quente e nua que se torna uma poderosa fonte de elétrons e pares de pósitrons.
Esses pares seriam liberados juntamente com grandes quantidades de energia magnética em uma escala de tempo muito curta. A equipe ainda levantou a hipótese de que, durante um colapso, uma fração da energia magnética seria transferida para a região do calote polar das estrelas SQM, onde a energia do campo magnético é liberada. Isso faria com que os elétrons e pósitrons fossem acelerados para velocidades ultra-relativísticas, que seriam expandidas ao longo das linhas do campo magnético para formar uma concha.
Além de uma certa distância da estrela, serão produzidas emissões coerentes nas bandas de rádio, dando origem a um evento FRB. Eles também teorizam que esse mesmo fenômeno pode dar origem a repetições de FRBs. Uma possibilidade é que a crosta de uma estrela SQM possa ser reconstruída ao longo do tempo, permitindo assim eventos repetidos. Um segundo é que apenas pequenas seções da crosta colapsam a qualquer momento, resultando em eventos repetidos.
Como eles concluem, mais estudos serão necessários antes que isso possa ser dito de qualquer maneira:
Devido a essa longa escala de tempo de reconstrução, vários eventos FRB da mesma fonte parecem não ocorrer no nosso cenário. Nosso modelo é, portanto, mais adequado para explicar os FRBs que não se repetem ... No entanto, também devemos observar que durante o processo de colapso, se apenas uma pequena porção (na região da calota polar) da crosta cair no núcleo do SQM, enquanto a outra parte Como a crosta permanece estável, a escala de tempo reconstruída para a crosta pode ser acentuadamente reduzida e ainda é possível repetir FRBs.
Outra coisa que eles alegam exigir investigação adicional é se o colapso da crosta de uma estrela estranha pode resultar em radiação eletromagnética diferente de ondas de rádio. Atualmente, quaisquer emissões nas faixas de raios X e Gama seriam muito fracas para serem observadas pelos detectores de corrente. Por esses motivos, são necessárias investigações adicionais de fontes de FRB com instrumentos mais sensíveis.
Isso inclui o telescópio Canadian Experiment Intensity Mapping Experiment (CHIME) - localizado em Penticton, Colúmbia Britânica - e o Square Kilometer Array (SQA) atualmente em construção na África do Sul e na Austrália. Espera-se que essas instalações, otimizadas para a radioastronomia, revelem muito mais sobre FRBs e outros fenômenos cósmicos misteriosos.
