Sinais misteriosos continuam vindo do espaço. Encontramos a sua ‘pedra de roseta’
Mysterious signals keep coming from space. We have found their ‘Rosetta stone’
Seeing a signal in different kinds of light is like having a text written in several forms of writing – it makes it easier to decipher.
Ver um sinal em diferentes tipos de luz é como ter um texto escrito em várias formas de escrita – isso facilita o deciframento.
A pair of stars spiralling around each other. That’s the origin of a new source of repeating radio bursts we’ve detected, called ASKAP J1745.
Um par de estrelas em espiral um em torno do outro. Essa é a origem de uma nova fonte de explosões de rádio repetitivas que detectamos, chamada ASKAP J1745.
In recent years, astronomers have been puzzling over mysterious bursts of radio signals, known as long-period transients because of how slowly they repeat. They were first discovered by chance with telescopes scanning large chunks of the sky.
Nos últimos anos, astrônomos têm estudado explosões misteriosas de sinais de rádio, conhecidas como transientes de longo período por causa da lentidão com que se repetem. Elas foram descobertas inicialmente por acaso com telescópios que varriam grandes porções do céu.
To date, astronomers have only found a dozen of these weird sources, and we’re still trying to understand exactly what they are.
Até o momento, os astrônomos encontraram apenas uma dúzia dessas fontes estranhas, e ainda estamos tentando entender exatamente o que elas são.
In a new study published today in Nature Astronomy, we describe a first-of-its-kind detection – both radio and X-ray bursts repeating with each orbit.
Em um novo estudo publicado hoje na Nature Astronomy, descrevemos uma detecção inédita – explosões de rádio e raios X que se repetem a cada órbita.
ASKAP J1745 is exciting because we’ve figured out what it is, unlike 10 of the 12 known long-period transients. Even better, we were able to detect it with a bunch of different telescopes that observe all different kinds of light.
ASKAP J1745 é empolgante porque descobrimos o que é, ao contrário de 10 dos 12 transientes de longo período conhecidos. Melhor ainda, conseguimos detectá-lo com um conjunto de diferentes telescópios que observam todos os tipos de luz.
Bearing the same message in three forms of writing, the famous Rosetta stone once helped scholars decipher ancient Egyptian hieroglyphs. Similarly, this extra information we found about ASKAP J1745 will help astronomers better understand the mystery of all long-period transients.
Carregando a mesma mensagem em três formas de escrita, a famosa Pedra de Roseta já ajudou os estudiosos a decifrar hieróglifos egípcios antigos. Da mesma forma, esta informação extra que encontramos sobre ASKAP J1745 ajudará os astrônomos a entender melhor o mistério de todos os transientes de longo período.
What do long-period radio transients look like?
Como são os transientes de rádio de longo período?
Long-period transients are things in space that produce bright, repeating bursts of light at radio wavelengths. Little is known about the origins of most long-period transients. In addition, many have been discovered close to the dusty region in the middle of our galaxy, so it can be hard to see them with visible-light telescopes.
Transientes de longo período são objetos no espaço que produzem explosões de luz brilhantes e repetitivas em comprimentos de onda de rádio. Pouco se sabe sobre as origens da maioria dos transientes de longo período. Além disso, muitos foram descobertos perto da região empoeirada no centro da nossa galáxia, o que pode dificultar vê-los com telescópios de luz visível.
Even with just a dozen of these strange sources discovered so far, they seem to come in a few different shapes and sizes. Their radio bursts repeat on timescales of minutes to hours.
Mesmo com apenas uma dúzia dessas fontes estranhas descobertas até agora, elas parecem vir em algumas formas e tamanhos diferentes. Suas explosões de rádio se repetem em escalas de tempo de minutos a horas.
Some have been making regular pulses for more than 30 years, while others turn off for days at a time or go permanently radio-silent.
Alguns têm emitido pulsos regulares por mais de 30 anos, enquanto outros desligam por dias ou ficam permanentemente silenciosos no rádio.
Where do they come from?
De onde eles vêm?
Astronomers initially thought long-period transients were just very slowly spinning neutron stars, called pulsars. These are the fast-rotating dense cores left after the supernova explosions of massive stars.
Os astrônomos inicialmente pensaram que os transientes de longo período eram apenas estrelas de nêutrons de rotação muito lenta, chamadas pulsares. Estes são os núcleos densos de rotação rápida deixados após as explosões de supernova de estrelas massivas.
The first few of these radio transients discovered were repeating roughly every 20 minutes. That’s much slower than the average pulsar, which repeats every few seconds.
Os primeiros transientes de rádio descobertos estavam se repetindo aproximadamente a cada 20 minutos. Isso é muito mais lento do que o pulsar médio, que se repete a cada poucos segundos.
Furthermore, when pulsars slow down their spin, they should stop producing radio light. This means we shouldn’t see radio bursts from neutron stars rotating so slowly.
Além disso, quando os pulsares diminuem sua rotação, eles deveriam parar de produzir luz de rádio. Isso significa que não devemos ver explosões de rádio de estrelas de nêutrons girando tão lentamente.
So astronomers investigated other theories involving white dwarfs – the slowly cooling dead centres of less massive stars. And recently we discovered some long-period transients in binary systems (two stars in a close orbit) with evidence of both a white dwarf and a lower-mass red dwarf star.
Assim, os astrônomos investigaram outras teorias envolvendo anãs brancas – os centros mortos e esfriando lentamente de estrelas menos massivas. E recentemente descobrimos alguns transientes de longo período em sistemas binários (duas estrelas em órbita próxima) com evidências tanto de uma anã branca quanto de uma anã vermelha de massa menor.
The discovery of ASKAP J1745
A descoberta de ASKAP J1745
ASKAP J1745 is a new long-period radio transient we found with the ASKAP radio telescope, owned and operated by CSIRO, Australia’s national science agency. It’s the first one of these strange sources that we’ve identified as a “cataclysmic variable”.
ASKAP J1745 é um novo transiente de rádio de longo período que encontramos com o radiotelescópio ASKAP, de propriedade e operado pelo CSIRO, agência científica nacional da Austrália. É a primeira dessas fontes estranhas que identificamos como uma “variável cataclísmica”.
Cataclysmic variables are systems with two stars – one of them a white dwarf – that orbit each other closely enough to interact. If the stars are close enough, the white dwarf’s gravity can pull (or “accrete”) material from the other star. That’s why these systems are also known as accreting white dwarf binaries.
Variáveis cataclísmicas são sistemas com duas estrelas – uma delas uma anã branca – que orbitam uma à outra o suficiente para interagir. Se as estrelas estiverem próximas o suficiente, a gravidade da anã branca pode puxar (ou “accretar”) material da outra estrela. É por isso que esses sistemas também são conhecidos como binários de anã branca em acreção.
Another long-period radio transient was recently discovered with X-ray bursts, repeating with the same regularity as the radio. However, the origin of the bursts and their shared timing remained unclear.
Outro transiente de rádio de longo período foi recentemente descoberto com explosões de raios X, repetindo-se com a mesma regularidade que o rádio. No entanto, a origem das explosões e o tempo compartilhado permaneceram incertos.
Now, for the first time, we have combined observations from radio, X-ray and optical telescopes to find that ASKAP J1745 produces both X-ray and radio bursts with each orbit of its two stars.
Agora, pela primeira vez, combinamos observações de radiotelescópios, raios X e ópticos para descobrir que ASKAP J1745 produz explosões de raios X e de rádio a cada órbita de suas duas estrelas.
In these rapidly orbiting systems, the X-ray light is thought to come from the material heating up as it streams onto the white dwarf.
Nesses sistemas em órbita rápida, acredita-se que a luz de raios X venha do material que aquece enquanto flui em direção à anã branca.
The bright radio bursts were a bit more of a mystery. But knowing that this is an accreting binary system helped us figure things out.
Os brilhantes pulsos de rádio eram um pouco mais misteriosos. Mas saber que se trata de um sistema binário em acreção nos ajudou a entender tudo.
The type of pulsed radio light we detected is typically caused by energetic particles interacting with strong magnetic fields. Here, we have the perfect combination: two stars with strong magnetic fields (typically thousands of times stronger than an MRI machine) , with charged particles flowing towards the white dwarf from the other star.
O tipo de luz de rádio pulsada que detectamos é tipicamente causado por partículas energéticas interagindo com campos magnéticos fortes. Aqui, temos a combinação perfeita: duas estrelas com campos magnéticos fortes (tipicamente milhares de vezes mais fortes que uma máquina de ressonância magnética) , com partículas carregadas fluindo em direção à anã branca a partir da outra estrela.
What this means for the future of astronomy
O que isso significa para o futuro da astronomia
This discovery is unique because we have more information and at more different wavelengths than any other previous long-period transient.
Esta descoberta é única porque temos mais informações e em mais comprimentos de onda diferentes do que qualquer outro transiente de longo período anterior.
Just like the Rosetta stone was key to decoding ancient Egyptian symbols, ASKAP J1745 will be key to deciphering the origins of other long-period radio transients that lack information at other wavelengths.
Assim como a Pedra de Roseta foi fundamental para decodificar símbolos egípcios antigos, ASKAP J1745 será fundamental para decifrar as origens de outros transientes de rádio de longo período que carecem de informações em outros comprimentos de onda.
ASKAP J1745 is the first long-period transient showing signs of accretion across the spectrum of light – from radio waves to visible to X-rays. And this stream of charged material is a crucial ingredient for making the radio light we detect from these systems.
ASKAP J1745 é o primeiro transiente de longo período a mostrar sinais de acreção em todo o espectro de luz – de ondas de rádio ao visível aos raios X. E este fluxo de material carregado é um ingrediente crucial para a produção da luz de rádio que detectamos desses sistemas.
Exploring the mechanism that produces long-period radio bursts gives us a new laboratory to learn about extreme physics such as plasma flows and magnetic fields in conditions we can’t recreate on Earth.
Explorar o mecanismo que produz explosões de rádio de longo período nos dá um novo laboratório para aprender sobre física extrema, como fluxos de plasma e campos magnéticos, em condições que não podemos recriar na Terra.
We acknowledge the Wajarri Yamaji as the Traditional Owners and Native Title Holders of Inyarrimanha Ilgari Bundara, the CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory where ASKAP is located.
Reconhecemos o Wajarri Yamaji como os Proprietários Tradicionais e Detentores de Título Indígena de Inyarrimanha Ilgari Bundara, o Observatório de Radioastronomia Murchison do CSIRO onde o ASKAP está localizado.
Kovi Rose does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Kovi Rose não trabalha, não é consultor, não possui ações nem recebe financiamento de nenhuma empresa ou organização que se beneficiaria deste artigo, e não divulgou afiliações relevantes além de seu cargo acadêmico.
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