Colisões extremas podem decifrar mistérios do Universo

As explosões rápidas de rádio (FRBs) são explosões breves e intensas que foram observadas pela primeira vez no Universo em 2007. Em questão de milissegundos, essas emissões liberam energia equivalente à que o Sol gera em dias.

A origem do fenômeno é um grande mistério, com dezenas de hipóteses levantadas. Agora, um novo estudo sugere que as FRBs podem ser causadas pela colisão de asteroides com estrelas de nêutrons.

Estrelas de nêutrons são remanescentes densos de estrelas massivas que explodiram em supernovas. Apesar do seu pequeno tamanho, estes objetos acumulam uma quantidade colossal de massa num espaço minúsculo. O impacto de um asteróide contra essas estrelas pode liberar energia extraordinária, segundo Dang Pham, cientista da Universidade de Toronto, disse ao site Espaço.com.

Colisão entre asteróide e estrela de nêutrons liberaria mil bombas de hidrogênio de energia

Estas estrelas têm campos magnéticos extremamente fortes, triliões de vezes mais intensos que os da Terra. Ao colidir com uma estrela de nêutrons, um asteróide acelera a velocidades de milhões de quilômetros por hora. Mesmo um objeto pequeno, como uma lasca de rocha, libertaria energia equivalente a mil bombas de hidrogénio, segundo Matthew Hopkins, astrofísico da Universidade de Oxford e membro da equipa.

“As estrelas de nêutrons são lugares extremos, com mais de 20 km da massa do Sol comprimida em uma esfera com cerca de 20 km de diâmetro, o que lhes confere alguns dos campos gravitacionais e magnéticos mais fortes do universo”, disse Hopkins. “Isso significa que uma enorme quantidade de energia potencial é liberada quando um asteróide ou cometa colide com um deles, na forma de um flash de ondas de rádio brilhantes o suficiente para serem vistas em todo o Universo.”

O tamanho do asteroide e a força do campo magnético da estrela determinam a quantidade de energia liberada. Ao colidir com uma estrela altamente magnetizada, um asteroide de um quilômetro de diâmetro pode liberar o equivalente a cerca de 100 milhões de vezes a energia consumida anualmente pela humanidade na Terra.

Embora estas colisões sejam raras, com uma frequência estimada de uma a cada 10 milhões de anos por estrela, o número total de estrelas de neutrões no Universo é gigantesco. Isto torna a taxa global de FRBs consistente com os milhares de eventos detectados anualmente por radiotelescópios.

Esta teoria explica eventos que ocorrem uma vez, mas não aqueles que se repetem. FRBs repetitivos aparecem mais de uma vez na mesma região do céu, sugerindo um mecanismo diferente. De acordo com Hopkins, colisões recorrentes de asteroides com a mesma estrela são improváveis, já que esses impactos são eventos aleatórios.

Uma possibilidade é que as estrelas de nêutrons interajam com cinturões de asteróides, semelhante ao que existe entre Marte e Júpiter no Sistema Solar. No entanto, ainda não está claro se estes cinturões são suficientemente densos para causar múltiplos impactos num curto período de tempo.

Os cientistas também procuram compreender como a distribuição dos asteróides varia entre os diferentes tipos de galáxias. Galáxias espirais, como a Via Láctea, e galáxias elípticas podem experimentar diferentes taxas de colisões, dependendo do número de objetos interestelares disponíveis em seu entorno.

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A evolução do Universo pode influenciar a frequência dos eventos

Além disso, a evolução do Universo pode influenciar a frequência das FRBs ao longo do tempo. À medida que o Universo envelhece, é possível que o número de objetos capazes de colidir com estrelas de neutrões aumente, aumentando a taxa de explosões observadas.

Atualmente, diversos projetos estão focados na detecção e estudo de FRBs. O radiotelescópio CHIME no Canadá é responsável por identificar centenas de eventos todos os anos. Outros projetos, como o CHORD e o ASKAP, também estão empenhados em rastrear estas explosões até às suas galáxias natais.

O objetivo principal é identificar padrões que ajudem a compreender o ambiente em torno das estrelas de nêutrons. Isto poderia revelar mais detalhes sobre como esses corpos celestes interagem com o meio interestelar e quais fatores determinam a intensidade e a repetição de rápidas explosões de rádio.

Estudo de Dang Phamaceito para publicação na revista científica Jornal Astrofísicopropõe uma análise detalhada da distribuição desses impactos. Ele sugere que, ao mapear os locais de origem das FRBs, será possível estimar a quantidade de objetos interestelares e compreender melhor sua dinâmica.

Com as novas observações, espera-se que o mistério em torno das explosões de rádio esteja mais próximo de ser resolvido. Estas descobertas não só aprofundam o conhecimento sobre a origem destas explosões, mas também abrem caminho para novas teorias sobre o comportamento extremo das estrelas de neutrões no Universo.