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As rajadas rápidas de rádio, ou FRBs, são um mistério astronômico, com sua causa e origem exatas ainda não confirmadas. Estas intensas explosões de energia de rádio são invisíveis ao olho humano, mas aparecem claramente nos radiotelescópios. Estudos anteriores notaram grandes semelhanças entre a distribuição de energia de FRBs repetidos e a de terremotos e explosões solares. No entanto, uma nova pesquisa na Universidade de Tóquio analisou o tempo e a energia dos FRBs e encontrou diferenças distintas entre os FRBs e as explosões solares, mas várias semelhanças notáveis entre os FRBs e os terremotos. Isto apoia a teoria de que as FRBs são causadas por “estrelas” na superfície das estrelas de nêutrons. Esta descoberta pode ajudar-nos a compreender melhor os terramotos, o comportamento da matéria de alta densidade e aspectos da física nuclear.
A vastidão do espaço guarda muitos mistérios. Embora algumas pessoas sonhem em ir corajosamente aonde ninguém esteve antes, há muito que podemos aprender com o conforto da Terra. Graças aos avanços tecnológicos, podemos explorar a superfície de Marte, maravilhar-nos com os anéis de Saturno e captar sinais misteriosos do espaço profundo. As rajadas rápidas de rádio são explosões de energia extremamente poderosas e brilhantes que são visíveis nas ondas de rádio. Descobertas pela primeira vez em 2007, estas explosões podem viajar milhares de milhões de anos-luz, mas normalmente duram apenas milésimos de segundo. Foi estimado que até 10.000 FRBs poderiam acontecer todos os dias se pudéssemos observar todo o céu. Embora as fontes da maioria das rajadas detectadas até agora pareçam emitir um evento único, existem cerca de 50 fontes de FRB que emitem rajadas repetidamente.
A causa das FRBs é desconhecida, mas algumas ideias foram apresentadas, incluindo a de que podem até ter origem estranha. No entanto, a teoria que prevalece atualmente é que pelo menos alguns FRBs são emitidos por estrelas de nêutrons. Estas estrelas formam-se quando uma estrela supergigante entra em colapso, passando de oito vezes a massa do nosso Sol (em média) para um núcleo superdenso com apenas 20-40 quilómetros de diâmetro. Magnetares são estrelas de nêutrons com campos magnéticos extremamente fortes e observou-se que emitem FRBs.
“Teoricamente, considerou-se que a superfície de um magnetar poderia estar a sofrer um tremor estelar, uma libertação de energia semelhante aos terramotos na Terra”, disse o professor Tomonori Totani, do Departamento de Astronomia da Escola de Pós-Graduação em Ciências. “Avanços observacionais recentes levaram à detecção de milhares de FRBs, por isso aproveitamos a oportunidade para comparar os agora grandes conjuntos de dados estatísticos disponíveis para FRBs com dados de terremotos e explosões solares, para explorar possíveis semelhanças.”
Até agora, a análise estatística dos FRBs concentrou-se na distribuição dos tempos de espera entre duas rajadas sucessivas. No entanto, Totani e o coautor Yuya Tsuzuki, estudante de pós-graduação do mesmo departamento, apontam que o cálculo apenas da distribuição do tempo de espera não leva em consideração as correlações que podem existir em outras rajadas. Então a equipe decidiu calcular a correlação no espaço bidimensional, analisando o tempo e a energia de emissão de quase 7.000 rajadas de três fontes FRB repetidoras diferentes. Eles então aplicaram o mesmo método para examinar a correlação tempo-energia de terremotos (usando dados do Japão) e de erupções solares (usando registros da missão internacional Hinode para estudar o Sol), e compararam os resultados de todos os três fenômenos.
Totani e Tsuzuki ficaram surpresos porque, em contraste com outros estudos, a sua análise mostrou uma semelhança impressionante entre FRBs e dados de terremotos, mas uma diferença distinta entre FRBs e erupções solares. Totani explicou: “Os resultados mostram semelhanças notáveis entre FRBs e terremotos das seguintes maneiras: primeiro, a probabilidade de ocorrência de um tremor secundário para um único evento é de 10-50%; segundo, a taxa de ocorrência de tremor secundário diminui com o tempo, como uma potência de tempo; terceiro, a taxa de tremor secundário é sempre constante, mesmo que a atividade do terremoto FRB (taxa média) mude significativamente; e quarto, não há correlação entre as energias do choque principal e seu tremor secundário.”
Isto sugere fortemente a existência de uma crosta sólida na superfície das estrelas de nêutrons, e que os terremotos que ocorrem repentinamente nessas crostas liberam enormes quantidades de energia que vemos como FRBs. A equipe pretende continuar analisando novos dados sobre FRBs, para verificar se as semelhanças encontradas são universais. “Ao estudar terremotos em estrelas ultradensas distantes, que são ambientes completamente diferentes da Terra, podemos obter novos insights sobre os terremotos”, disse Totani. “O interior de uma estrela de nêutrons é o lugar mais denso do universo, comparável ao interior de um núcleo atômico. Os terremotos estelares em estrelas de nêutrons abriram a possibilidade de obter novos insights sobre a matéria de alta densidade e as leis fundamentais da física nuclear.”
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