O astrônomo Calvin Leung ficou animado no verão passado ao analisar dados de um radiotelescópio recém-comissionado para identificar com precisão a origem de rajadas repetidas de ondas de rádio intensas — as chamadas rajadas rápidas de rádio (FRBs) — que emanavam de algum lugar na constelação do norte da Ursa Menor.

Leung, um bolsista de pós-doutorado Miller na Universidade da Califórnia, Berkeley, espera eventualmente entender as origens dessas explosões misteriosas e usá-las como sondas para rastrear a estrutura em larga escala do universo, uma chave para sua origem e evolução. Ele havia escrito a maior parte do código de computador que permitiu que ele e seus colegas combinassem dados de vários telescópios para triangular a posição de uma explosão com precisão de um fio de cabelo no comprimento do braço.

A excitação se transformou em perplexidade quando seus colaboradores no Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio (CHIME) apontaram telescópios ópticos para o local e descobriram que a fonte estava nos arredores distantes de uma galáxia elíptica extinta há muito tempo, que, por todos os direitos, não deveria conter o tipo de estrela que se acredita produzir essas explosões.

Em vez de encontrar um "magnetar" esperado (uma estrela de nêutrons giratória e altamente magnetizada, remanescente do colapso do núcleo de uma estrela jovem e massiva), "agora a questão era: como você vai explicar a presença de um magnetar dentro desta galáxia velha e morta?", disse Leung.

Os jovens remanescentes estelares que os teóricos acreditam produzir essas explosões de ondas de rádio de milissegundos deveriam ter desaparecido há muito tempo na galáxia de 11,3 bilhões de anos, localizada a 2 bilhões de anos-luz da Terra e pesando mais de 100 bilhões de vezes a massa do Sol.

"Esta não é apenas a primeira FRB a ser encontrada fora de uma galáxia morta, mas, comparada a todas as outras FRBs, também é a mais distante da galáxia à qual está associada. A localização da FRB é surpreendente e levanta questões sobre como tais eventos energéticos podem ocorrer em regiões onde nenhuma nova estrela está se formando", disse Vishwangi Shah, um estudante de doutorado na Universidade McGill em Montreal, Canadá, que refinou e estendeu os cálculos iniciais de Leung sobre a localização da explosão, chamada FRB 20240209A.

Shah é o autor correspondente de um estudo da FRB publicado no Astrophysical Journal Letters, juntamente com um segundo artigo de colegas da Northwestern University em Evanston, Illinois.

Leung, coautor de ambos os artigos, é um desenvolvedor líder de três telescópios companheiros — os chamados estabilizadores — para o conjunto de rádio CHIME original localizado perto de Penticton, British Columbia. Ele foi mentor de Shah na McGill enquanto Leung era um estudante de doutorado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e, posteriormente, teve uma bolsa de pós-doutorado Einstein na UC Berkeley antes de sua bolsa Miller.

Um terceiro conjunto de rádios de estabilizadores ficará online esta semana no Hat Creek Observatory, uma instalação no norte da Califórnia, anteriormente de propriedade e operada pela UC Berkeley e agora administrada pelo SETI Institute em Mountain View. Juntos, os quatro conjuntos melhorarão imensamente a capacidade do CHIME de localizar FRBs com precisão.

"Quando pareados com os três estabilizadores, deveríamos ser capazes de localizar com precisão um FRB por dia para sua galáxia, o que é substancial", disse Leung. "Isso é 20 vezes melhor do que o CHIME, com dois conjuntos de estabilizadores."

Com essa nova precisão, os telescópios ópticos podem girar para identificar o tipo de grupos de estrelas — aglomerados globulares , galáxias espirais — que produzem as explosões e, esperançosamente, identificar a fonte estelar. Das cerca de 5.000 fontes detectadas até o momento — mais de 95% das quais foram detectadas pelo CHIME — poucas foram isoladas para uma galáxia específica, o que atrapalhou os esforços para confirmar se magnetares ou qualquer outro tipo de estrela são a fonte.

Conforme detalhado no novo artigo, Shah calculou a média de muitas explosões do FRB repetitivo para melhorar a precisão de localização fornecida pelo conjunto CHIME e um conjunto de estabilizadores na Colúmbia Britânica. Após sua descoberta em fevereiro de 2024, os astrônomos registraram mais 21 explosões até 31 de julho. Desde que o artigo foi submetido, Shion Andrew no MIT incorporou dados de um segundo estabilizador no Observatório Green Bank em West Virginia para confirmar a posição publicada de Shah com 20 vezes a precisão.

"Este resultado desafia as teorias existentes que ligam as origens da FRB a fenômenos em galáxias formadoras de estrelas", disse Shah. "A fonte pode estar em um aglomerado globular, uma região densa de estrelas velhas e mortas fora da galáxia. Se confirmado, isso tornaria a FRB 20240209A apenas a segunda FRB ligada a um aglomerado globular."

Ela observou, no entanto, que a outra FRB originária de um aglomerado globular estava associada a uma galáxia viva, não a uma antiga elíptica na qual a formação de estrelas cessou bilhões de anos atrás.

"Está claro que ainda há muito espaço para descobertas interessantes quando se trata de FRBs e que seus ambientes podem ser a chave para desvendar seus segredos", disse Tarraneh Eftekhari, que tem uma bolsa de pós-doutorado Einstein na Northwestern e foi a primeira autora do segundo artigo.

"O CHIME e seus telescópios de estabilização nos permitirão fazer astrometria em um nível inigualável pelo Telescópio Espacial Hubble ou pelo Telescópio Espacial James Webb. Caberá a eles perfurar para encontrar a fonte", acrescentou Leung. "É um radiotelescópio incrível . "