Se explosões rápidas de rádio que bombardeiam a Terra estão ligadas a terremotos estelares, eles poderiam ajudar os cientistas a entender melhor os terremotos em nosso planeta.
Explosões misteriosas e rápidas de radiação que varrem a Terra podem ser o resultado de terremotos em “estrelas mortas”, ou estrelas de nêutrons. Essa conexão poderia ajudar os cientistas a entender melhor os terremotos aqui em nosso planeta.
Descoberto pela primeira vez em 2007, Explosões Rápidas de Rádio (FRBs) são invisíveis aos olhos humanos, mas podem ser vistos por radiotelescópios. Eles se aproximam Terra de fontes extragalácticas, viajar através de bilhões de anos-luz, e são tão poderosos que podem ofuscar o todogaláxia de onde emergem.
No entanto, apesar desse incrível poder (e do fato de que até 10.000 FRBs poderiam ocorrer no céu sobre a Terra todos os dias), a fonte de FRBs permanece desconhecida, parcialmente, porque muitas vezes duram apenas um milésimo de segundo.
FRBs são divididos em duas grandes categorias. Alguns FRBs repetem e outros não, o último dos quais é responsável pela grande maioria dessas explosões de ondas de rádio. Uma pista na misteriosa história de origem do FRB envolve o fato de que a distribuição de energia daqueles FRBs repetidos é semelhante ao que vemos com terremotos. Uma nova pesquisa realizada pela Universidade de Tóquio reforçou essas semelhanças, sugerindo que os FRBs podem ser causados por “terremotos” na superfície de estrelas de nêutrons.
O que está tremendo em estrelas de nêutrons?
Estrelas de neutrões certamente combinar com a natureza extrema de FRBs. Eles nascem quando estrelas massivas esgotam seu suprimento de combustível usado para seus processos intrínsecos de fusão nuclear e, assim, lançam suas camadas externas no fim da vida supernova explosões. Isso deixa para trás um núcleo estelar com uma massa entre uma e duas vezes a do sol, que colapsa a uma largura de cerca de 12 milhas (20 quilômetros) .
Este colapso rápido tem três efeitos principais.
Primeiro, cria matéria tão densa que um único cubo de açúcar pesaria cerca de 1 bilhão de toneladas se pudesse ser trazido para a Terra. Em segundo lugar, aumenta a rotação de estrelas de nêutrons, semelhante a um patinador de gelo desenhando em seus braços enquanto gira para acelerar. Isso permite que alguns desses remanescentes estelares girem tão rápido quanto 700 vezes por segundo. E, finalmente, o colapso “aglomera” as linhas do campo magnético da estrela progenitora, amplificando sua força e criando alguns dos campos magnéticos mais poderosos do universo conhecido.
Estrelas de nêutrons jovens com campos magnéticos excepcionalmente fortes são chamadas de magnetares e já foram conectadas com a emissão de FRBs.
Os terremotos estelares são teorizados para acontecer quando a superfície de uma estrela de nêutrons experimenta uma mudança repentina, semelhante a um terremoto aqui na Terra. Uma causa potencial foi sugerida para ser o estresse formado através da torção desses campos magnéticos excepcionalmente fortes.
“Foi teoricamente considerado que a superfície de um magnetar poderia estar experimentando um terremoto, uma liberação de energia semelhante aos terremotos na Terra,” membro da equipe e do Departamento de Astronomia da Escola de Pós-Graduação em Ciências pesquisador Tomonori Totani dito em um comunicado. “Os recentes avanços observacionais levaram à detecção de mais milhares de FRBs, então, aproveitamos a oportunidade para comparar os agora grandes conjuntos de dados estatísticos disponíveis para FRBs com dados de terremotos e erupções solares para explorar possíveis semelhanças.”
A equipe analisou o tempo e as energias de emissão de cerca de 7.000 explosões repetitivas de FRB, aplicando o mesmo método empregado para examinar a correlação tempo-energia de terremotos e terremotos erupções solares. Isso mostrou uma correlação notável entre FRBs e terremotos, mas não FRBs e erupções solares.
A equipe descobriu que havia quatro grandes semelhanças entre FRBs e terremotos, de acordo com Totani. Em primeiro lugar, a probabilidade de um tremor secundário ocorrer para um único FRB e terremoto parece estar entre 10% a 50%. Em segundo lugar, a taxa em que os tremores secundários acontecem parece diminuir com o tempo, como uma potência do tempo. Em seguida, acrescentou o pesquisador, a taxa de tremores secundários é sempre constante, mesmo que a taxa média de atividade do terremoto FRB mude significativamente. Finalmente, a equipe não encontrou nenhuma correlação entre as energias do choque principal de ambos os eventos e aquele evento.
Tudo isso indicou à equipe que as estrelas de nêutrons têm uma crosta sólida e que, quando ocorrem terremotos estelares, elas liberam enormes quantidades de energia, que vemos como FRBs. Para confirmar isso completamente, a equipe pretende continuar analisando novos dados do FRB à medida que eles chegam.
“Ao estudar terremotos em estrelas ultra-densas distantes, que são ambientes completamente diferentes da Terra, podemos obter novos insights sobre 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.”