Fonte de rádio astronômica - Astronomical radio source

Uma fonte de rádio astronômica é um objeto no espaço sideral que emite fortes ondas de rádio . A emissão de rádio vem de uma ampla variedade de fontes. Esses objetos estão entre os processos físicos mais extremos e energéticos do universo .

História

Em 1932, o físico e engenheiro de rádio americano Karl Jansky detectou ondas de rádio vindas de uma fonte desconhecida no centro de nossa galáxia . Jansky estava estudando as origens da interferência de radiofrequência para os Laboratórios Bell . Ele encontrou "... um tipo de chiado estático de origem desconhecida", que acabou concluindo ser de origem extraterrestre. Esta foi a primeira vez que ondas de rádio foram detectadas no espaço sideral. A primeira pesquisa do céu por rádio foi conduzida por Grote Reber e foi concluída em 1941. Na década de 1970, algumas estrelas em nossa galáxia foram consideradas emissoras de rádio, sendo uma das mais fortes o binário único MWC 349 .

Fontes: sistema solar

O sol

Como a estrela mais próxima, o Sol é a fonte de radiação mais brilhante na maioria das frequências, até o espectro de rádio de 300 MHz (comprimento de onda de 1 m). Quando o Sol está quieto, o ruído de fundo galáctico domina em comprimentos de onda mais longos. Durante as tempestades geomagnéticas , o Sol vai dominar mesmo nessas baixas frequências.

Júpiter

Magnetosfera de Júpiter

A oscilação dos elétrons presos na magnetosfera de Júpiter produz fortes sinais de rádio, particularmente brilhantes na banda do decímetro.

A magnetosfera de Júpiter é responsável por episódios intensos de emissão de rádio das regiões polares do planeta. A atividade vulcânica na lua de Júpiter, Io, injeta gás na magnetosfera de Júpiter, produzindo um toro de partículas ao redor do planeta. Conforme Io se move através deste toro, a interação gera ondas Alfvén que transportam matéria ionizada para as regiões polares de Júpiter. Como resultado, as ondas de rádio são geradas através de um mecanismo maser de ciclotron , e a energia é transmitida ao longo de uma superfície em forma de cone. Quando a Terra cruza este cone, as emissões de rádio de Júpiter podem exceder a saída do rádio solar.

Ganimedes

Ganimedes, a lua de Júpiter

Em 2021, meios de comunicação informaram que os cientistas, com a espaçonave Juno que orbita Júpiter desde 2016, detectaram um sinal de rádio FM da lua Ganimedes em um local onde as linhas de campo magnético do planeta se conectam com as de sua lua. De acordo com os relatórios, eles foram causados ​​pela instabilidade do maser do ciclotron e eram semelhantes aos sinais de WiFi e às emissões de rádio de Júpiter. Um estudo sobre as emissões de rádio foi publicado em setembro de 2020, mas não as descreveu como sendo de natureza FM ou semelhantes aos sinais WiFi.

Fontes: galáctica

O centro galáctico

O centro galáctico da Via Láctea foi a primeira fonte de rádio a ser detectada. Ele contém várias fontes de rádio, incluindo Sagitário A , a região compacta ao redor do buraco negro supermassivo , Sagitário A * , bem como o próprio buraco negro. Quando em chamas, o disco de acreção ao redor do buraco negro supermassivo acende, detectável em ondas de rádio.

Nos anos 2000, três transientes de rádio do centro galáctico (GCRTs) foram detectados: GCRT J1746–2757, GCRT J1745–3009 e GCRT J1742–3001. Além disso, ASKAP J173608.2-321635, que foi detectado seis vezes em 2020, pode ser um 4º GCRT.

Remanescentes de supernova

Remanescentes de supernovas freqüentemente mostram emissão de rádio difusa. Os exemplos incluem Cassiopeia A , a fonte de rádio extra-solar mais brilhante do céu, e a Nebulosa do Caranguejo .

Estrelas de nêutrons

Pulsares

Vista esquemática de um pulsar. A esfera no meio representa a estrela de nêutrons, as curvas indicam as linhas do campo magnético, os cones salientes representam os feixes de emissão e a linha verde representa o eixo sobre o qual a estrela gira.

As supernovas às vezes deixam para trás estrelas de nêutrons densas giratórias chamadas pulsares . Eles emitem jatos de partículas carregadas que emitem radiação síncrotron no espectro de rádio. Os exemplos incluem o Pulsar do Caranguejo , o primeiro pulsar a ser descoberto. Pulsares e quasares (núcleos centrais densos de galáxias extremamente distantes) foram ambos descobertos por radioastrônomos. Em 2003, astrônomos usando o radiotelescópio de Parkes descobriram dois pulsares orbitando um ao outro, o primeiro sistema conhecido.

Fontes Rotativas de Rádio Transiente (RRAT)

Transientes de rádio rotativos (RRATs) são um tipo de estrelas de nêutrons descobertas em 2006 por uma equipe liderada por Maura McLaughlin do Jodrell Bank Observatory da University of Manchester, no Reino Unido. Acredita-se que os RRATs produzem emissões de rádio que são muito difíceis de localizar, devido à sua natureza transitória. Os esforços iniciais foram capazes de detectar emissões de rádio (às vezes chamadas de flashes RRAT ) por menos de um segundo por dia e, como com outros sinais de burst único, deve-se tomar muito cuidado para distingui-los da interferência de rádio terrestre. A distribuição de computação e o algoritmo Astropulse podem, portanto, prestar-se a uma maior detecção de RRATs.

Regiões de formação de estrelas

Ondas curtas de rádio são emitidas por moléculas complexas em densas nuvens de gás onde as estrelas estão dando à luz.

Galáxias espirais contêm nuvens de hidrogênio neutro e monóxido de carbono que emitem ondas de rádio. As frequências de rádio dessas duas moléculas foram usadas para mapear uma grande parte da Via Láctea.

Fontes: extra-galáctica

Galáxias de rádio

Muitas galáxias são fortes emissores de rádio, chamados de rádio galáxias . Alguns dos mais notáveis ​​são Centaurus A e Messier 87 .

Os quasares (abreviação de "fonte de rádio quase estelar") foram uma das primeiras fontes de rádio pontuais a serem descobertas. O extremo redshift dos quasares nos levou a concluir que eles são núcleos galácticos distantes, que se acredita serem alimentados por buracos negros . Os núcleos galácticos ativos têm jatos de partículas carregadas que emitem radiação síncrotron . Um exemplo é 3C 273 , o quasar opticamente mais brilhante do céu.

A fusão de aglomerados de galáxias freqüentemente mostra emissão de rádio difusa.

Fundo de micro-ondas cósmico

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é a radiação de fundo do corpo negro que sobrou do Big Bang (a rápida expansão, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, que foi o início do universo .

Pulsos extragaláticos - Fast Radio Burst

DR Lorimer e outros analisaram dados de pesquisa de arquivo e encontraram uma explosão dispersa de 30 jansky , com menos de 5 milissegundos de duração, localizada a 3 ° da Pequena Nuvem de Magalhães . Eles relataram que as propriedades de explosão argumentam contra uma associação física com nossa Galáxia ou a Pequena Nuvem de Magalhães. Em um artigo recente, eles argumentam que os modelos atuais para o conteúdo de elétrons livres no universo implicam que a explosão está a menos de 1 giga parsec de distância. O fato de que nenhuma explosão adicional foi vista em 90 horas de observações adicionais implica que foi um evento singular, como uma supernova ou coalescência (fusão) de objetos relativísticos. É sugerido que centenas de eventos semelhantes podem ocorrer todos os dias e, se detectados, podem servir como sondas cosmológicas. Pesquisas de pulsar de rádio, como Astropulse-SETI @ home, oferecem uma das poucas oportunidades de monitorar o céu de rádio em busca de eventos impulsivos semelhantes a rajadas com durações de milissegundos. Devido à natureza isolada do fenômeno observado, a natureza da fonte permanece especulativa. As possibilidades incluem um preto hole- estrela de nêutrons colisão, um nêutron estrela de nêutrons estrela colisão, uma colisão buraco buraco-negro preto, ou algum fenômeno ainda não considerados.

Em 2010, houve um novo relatório de 16 pulsos semelhantes do Telescópio Parkes que eram claramente de origem terrestre, mas em 2013 foram identificadas quatro fontes de pulso que sustentavam a probabilidade de uma população pulsante extragalática genuína.

Esses pulsos são conhecidos como rajadas de rádio rápidas (FRBs). A primeira explosão observada tornou-se conhecida como explosão de Lorimer . Blitzars são uma explicação proposta para eles.

Fontes: ainda não observado

Buracos negros primordiais

De acordo com o modelo do Big Bang, durante os primeiros momentos após o Big Bang, a pressão e a temperatura eram extremamente altas. Nessas condições, flutuações simples na densidade da matéria podem ter resultado em regiões locais densas o suficiente para criar buracos negros. Embora a maioria das regiões de alta densidade fosse rapidamente dispersa pela expansão do universo, um buraco negro primordial seria estável, persistindo até o presente.

Um dos objetivos do Astropulse é detectar mini buracos negros postulados que podem estar evaporando devido à " radiação Hawking ". Postula-se que esses miniburacos negros foram criados durante o Big Bang, ao contrário dos buracos negros atualmente conhecidos. Martin Rees teorizou que um buraco negro, explodindo através da radiação Hawking, pode produzir um sinal detectável no rádio. O projeto Astropulse espera que esta evaporação produza ondas de rádio que o Astropulse possa detectar. A evaporação não criaria ondas de rádio diretamente. Em vez disso, ele criaria uma bola de fogo em expansão de raios gama e partículas de alta energia . Esta bola de fogo interagiria com o campo magnético circundante, empurrando-o para fora e gerando ondas de rádio.

ET

Pesquisas anteriores por vários projetos de "busca de inteligência extraterrestre" (SETI), começando com o Projeto Ozma , procuraram comunicações extraterrestres na forma de sinais de banda estreita, análogos às nossas próprias estações de rádio. O projeto Astropulse argumenta que, uma vez que não sabemos nada sobre como os extraterrestres podem se comunicar, isso pode ser um pouco fechado. Assim, o Astropulse Survey pode ser visto como um complemento ao SETI @ home de banda estreita como um subproduto da busca por fenômenos físicos.

Outros fenômenos desconhecidos

Explicando sua descoberta em 2005 de uma poderosa fonte de rádio explosiva, o astrônomo da NRL Dr. Joseph Lazio afirmou: "Surpreendentemente, embora o céu seja conhecido por estar cheio de objetos transientes emitidos em comprimentos de onda de raios X e gama, muito pouco foi feito para procurar rajadas de rádio, que geralmente são mais fáceis de serem produzidas por objetos astronômicos. " O uso de algoritmos de desdispersão coerente e o poder de computação fornecido pela rede SETI podem levar à descoberta de fenômenos até então desconhecidos.

Veja também

Referências