Decodificando o Mistério do FRB 20121102
Pesquisadores estão investigando os sinais de rádio rápidos e repetitivos de uma galáxia distante.
C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel
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Índice
- O Que São Fast Radio Bursts?
- Por Que Estamos Observando o FRB 20121102?
- Os Telescópios da Vizinhança
- Telescópio de Rádio de Nançay
- Satélite INTEGRAL
- Observatório de Haute Provence
- Campanhas Pra Capturar os Estouros
- O Que Eles Encontraram?
- Aprendendo Mais Sobre a Galáxia Hospedeira
- Teorias Sobre O Que Está Acontecendo
- A Busca por Contrapartes
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Fast Radio Bursts (FRBs) são tipo os fogos de artifício cósmicos, aparecem rapidinho mas fazem um barulho danado no universo. Esses estouros vêm de muito longe, e ainda estamos tentando entender o que os causa. Algumas pessoas acham que podem estar ligados a estrelas em explosão ou outros eventos cósmicos emocionantes. Um FRB específico que chamou bastante atenção é o FRB 20121102. Ele tem sido o foco de um esforço de monitoramento a longo prazo usando vários telescópios e observatórios.
O Que São Fast Radio Bursts?
FRBs são explosões brilhantes de ondas de rádio que duram só alguns milissegundos. Eles foram descobertos pela primeira vez em 2007 e desde então deixaram os cientistas de cabelo em pé. A maioria dos FRBs parece ser eventos únicos, mas o FRB 20121102 é uma exceção. Ele adora se repetir, o que deixou a galera mais animada. Os estouros desse FRB específico podem ser vistos em várias frequências de rádio, sugerindo que vêm de uma fonte bem energética.
Por Que Estamos Observando o FRB 20121102?
Para descobrir o que é o FRB 20121102, os pesquisadores têm ficado de olho em "parentes" em outros tipos de luz, como raios-X e luz óptica. Coletando dados em diferentes comprimentos de onda, os cientistas juntam as peças da história desse burst enigmático. A ideia é que, monitorando de perto, eles consigam aprender mais sobre a natureza e até as origens dele.
Os Telescópios da Vizinhança
Telescópio de Rádio de Nançay
Na França, o Telescópio de Rádio de Nançay (NRT) é tipo a torre de vigia local para o FRB 20121102. Esse telescópio de rádio ficou ocupado de 2016 a 2020 mantendo um olho no FRB. É uma antena grande que captura sinais do espaço, permitindo que os pesquisadores observem eficientemente os estouros de rádio.
Satélite INTEGRAL
Enquanto isso, o satélite INTEGRAL está flutuando por cima de nós, olhando pro céu em busca de luz de alta energia. Foi lançado lá em 2002 e tem coletado dados desde então. O INTEGRAL consegue capturar fótons de energia muito alta, o que pode ajudar a encontrar contrapartes para os estouros de rádio.
Observatório de Haute Provence
Tem também o Observatório de Haute Provence, que tá equipado com vários telescópios pra procurar qualquer luz óptica associada ao FRB 20121102. Eles têm câmeras sofisticadas que conseguem tirar fotos super rápidas, aumentando as chances de pegar algo passageiro.
Campanhas Pra Capturar os Estouros
Entre 2017 e 2019, foram organizadas campanhas pra coletar dados sobre o FRB 20121102. Em 2017, o plano era observar ao mesmo tempo com o INTEGRAL e outros telescópios na terra. Mas as coisas não saíram como o esperado, e o FRB 20121102 decidiu dar uma pausa durante a campanha. Resultado: nenhum estouro de rádio foi detectado, e os pesquisadores ficaram no escuro - sem fogos de artifício naquele ano!
Em 2019, tentaram outra abordagem. Decidiram fazer observações de "Oportunidade Alvo". Se o NRT detectasse um estouro, ia mandar uma sinalização (figurativamente falando), e o INTEGRAL ia então mirar seus instrumentos no FRB 20121102. Dessa vez, conseguiram detectar os estouros e a campanha foi um sucesso!
O Que Eles Encontraram?
Depois de todas aquelas observações, os pesquisadores não encontraram muita coisa em termos de emissão de raios-X junto com os estouros de rádio. É tipo esperar encontrar uma sombra à noite sem luz - às vezes, as coisas simplesmente não se encaixam. O NRT detectou múltiplos estouros de rádio, o que ajudou a entender melhor a janela periódica de atividade desse FRB. Eles descobriram que o FRB 20121102 tem um padrão, ou um "ciclo", de atividade que dura cerca de 154 dias.
Aprendendo Mais Sobre a Galáxia Hospedeira
O FRB 20121102 está localizado dentro de uma galáxia anã fraca. Essa galáxia tem uma metalicidade bem baixa, o que significa que não está cheia de muitos elementos pesados. Ambientes assim são onde eventos energéticos como explosões de raios gama costumam acontecer, o que pode dar mais dicas sobre o que são os FRBs.
Teorias Sobre O Que Está Acontecendo
Tem várias teorias sobre as causas dos FRBs, e o FRB 20121102 não é exceção. Alguns cientistas propõem que magnetares - um tipo de estrela de nêutrons - estão por trás desses estouros. Magnetares têm campos magnéticos super fortes e podem produzir uma variedade de emissões. Pense neles como os adolescentes rebeldes do mundo das estrelas - cheios de energia e imprevisibilidade.
A Busca por Contrapartes
Os pesquisadores estão de olho em qualquer outro tipo de luz que poderia estar conectado ao FRB 20121102. Eles vasculharam os reinos óptico e de raios-X pra ver se conseguem descobrir o que tá rolando ao redor desse FRB. Até agora, os resultados deram limites superiores de emissões de energia nessas ondas. É como procurar uma agulha num palheiro, e até agora, só encontraram as bordas.
Conclusão
A busca por entender o FRB 20121102 continua, e os pesquisadores estão ansiosos pra coletar mais dados. Eles esperam que, com a melhoria da tecnologia e mais observações, finalmente consigam identificar o que tá causando esse mistério cósmico. Até lá, o FRB 20121102 vai continuar sendo um quebra-cabeça fascinante, mantendo os astrônomos ocupados e curiosos sobre o universo mais amplo. Quem diria que correr atrás de alguns estouros de rádio poderia levar a uma aventura cósmica tão emocionante?
Título: Long term monitoring of FRB~20121102 with the Nan\c{c}ay Radio Telescope and multi-wavelength campaigns including INTEGRAL
Resumo: The origin(s) of Fast Radio Bursts (FRBs), mysterious radio bursts coming from extragalactic distances, remains unknown. Multi-wavelength observations are arguably the only way to answer this question unambiguously. We attempt to detect hard X-ray/soft gamma-ray counterparts to one of the most active FRB sources, FRB20121102, as well as improve understanding of burst properties in radio through a long-term monitoring campaign using the Nan\c{c}ay Radio Telescope (NRT). Multi-wavelength campaigns involving the International Gamma-ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) satellite, the Nan\c{c}ay Radio Observatory, the optical telescopes at the Observatoire de Haute Provence as well as Arecibo were conducted between 2017 and 2019. In 2017, the telescopes were scheduled to observe simultaneously between Sept 24-29. We specifically used the Fast Response Enhanced CCDs for the optical observations to ensure a high time resolution. In 2019, we changed the strategy to instead conduct ToO observations on INTEGRAL and other available facilities upon positive detection triggers from the NRT. In the 2017 campaign, FRB20121102 was not in its burst activity window. We obtain a 5-sigma optical flux limit of 12 mJy ms using the GASP and a 3-sigma limit from OHP T120cm R-band image of R=22.2 mag of any potential persistent emission not associated to radio bursts. In the 2019 campaign, we have simultaneous INTEGRAL data with 11 radio bursts from the NRT and Arecibo. We obtain a 5-sigma upper limit of 2.7e-7 erg/cm2 in the 25-400 keV energy range for contemporary radio and high energy bursts, and a 5-sigma upper limit of 3.8e-11 erg/cm2 for permanent emission in the 25-100 keV energy range. In addition, we report on the regular observations from NRT between 2016-2020, which accounts for 119 additional radio bursts from FRB20121102. We present an updated fit of the periodic active window of 154+/-2 days.
Autores: C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel
Última atualização: 2024-11-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.16419
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.16419
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.
Ligações de referência
- https://www.overleaf.com/project/651a9fe1edcf5172ff02a379
- https://www.overleaf.com/project/651a9fe1edcf5172ff02a379structured
- https://www.isdc.unige.ch/integral/analysis
- https://github.com/scottransom/presto
- https://nenufar.obs-nancay.fr/en/astronomer/
- https://www.jb.man.ac.uk/~pulsar/crab.html
- https://chimefrb.github.io/fitburst/installation/