Como as ondas de rádio são usadas na astronomia

As ondas de rádio são uma ampla parte do espectro eletromagnético usada na comunicação, mas também são emitidas em todo o universo. Muitas propriedades de objetos cósmicos só podem ser identificadas com radiotelescópios, o que torna esses instrumentos fundamentais para a astronomia.

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Objetos astronômicos com matéria na forma de plasma, feito de elétrons e prótons, podem emitir poderosas ondas de rádio. Isso porque, assim como qualquer outro tipo de radiação eletromagnética, o rádio é gerado por partículas carregadas aceleradas.

Campos magnéticos são muito úteis para acelerar essas partículas, pois eles as conduzem por filamentos tão grandes que podem percorrer distâncias interestelares, ou até mesmo intergalácticas.

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Ondas de rádio no universo

Em objetos astronômicos extremos como estrelas de nêutrons, os campos magnéticos são de proporções cósmicas — com o perdão do trocadilho! Por isso, esses corpos estão entre as maiores fontes de rádio do universo. 

Graças à radioastronomia, os cientistas descobriram muitas características desses corpos que, de outro modo, não poderiam ser identificadas. No geral, eles usam as frequências de 300 MHz a 300 GHz para encontrar os emissores de rádio do cosmos.

Confira alguns dos objetos que emitem ondas de rádio no universo.

Estrelas

Existem estrelas na Via Láctea que são boas emissoras de ondas de rádio, como algumas gigantes vermelhas. No entanto, estrelas vivas não são grandes fontes desse tipo de radiação.

Já os remanescentes de estrelas mortas, como anãs brancas, estrelas de nêutrons e pulsares, têm campos magnéticos muito mais poderosos que os das demais. Quando interagem com partículas carregadas, seus campos magnéticos produzem ondas de rádio.

Estrelas de nêutrons

As estrelas de nêutrons são o “caroço” de estrelas que explodiram em supernovas. Elas têm os campos magnéticos mais poderosos do universo, tão fortes que retêm elétrons e fazem com que emitam ondas de rádio. 

Isso implica que, embora não liberem luz visível como as estrelas vivas, são muito brilhantes para radiotelescópios.

Pulsares

Pulsares são um tipo de estrela de nêutrons que gira mais de 700 vezes por segundo. Eles emitem um tipo de ondas de rádio que formam jatos espirais de energia em seus polos.

À medida que o pulsar gira, os feixes de rádio passam pelos radiotelescópios e são detectados como flashes periódicos. Isso os torna muito úteis para medir distâncias de objetos cósmicos.

Supernovas

As supernovas são objetos formados por estrelas massivas que chegaram ao fim dos seus ciclos e explodiram. Algumas delas também emitem ondas de rádio. 

Estudar as ondas de rádio das supernovas permite compreender melhor a atividade do remanescente no interior delas.

Quasares

Os quasares (abreviação de fontes de rádio quase estelares) são formados por buracos negros supermassivos no centro de suas respectivas galáxias.

Eles são considerados o tipo de objeto mais energético do universo, e o melhor modo de detectá-los é por meio de ondas de rádio. 

Rajadas rápidas de rádio

Um dos fenômenos mais misteriosos do universo são as rajadas rápidas de rádio (FRB, na sigla em inglês). Elas são um tipo de flash extremamente breve, mas muito energético.

Em apenas um milissegundo, essas rajadas emitem mais energia do que o Sol em três dias, sendo este um dos brilhos mais intensos já vistos em ondas de rádio. Embora centenas delas já tenham sido detectadas, nenhuma teoria ou modelo de objetos cósmicos explica esses eventos.

Um dos principais candidatos a emissor de rajadas rápidas de rádio são os magnetares, um tipo de estrela de nêutrons com os campos magnéticos mais poderosos do universo. Para detectar as FRBs, é preciso monitorar o céu com grandes radiotelescópios.

Como o Sol afeta transmissões de rádio?

As erupções solares produzem um flash intenso de radiação eletromagnética principalmente em raios X e ultravioleta. Se esses flashes vierem na direção da Terra, atingem nossa atmosfera em apenas oito minutos.

Com o impacto, a radiação pode ionizar as camadas inferiores da ionosfera. Isso faz com que as ondas de rádio que interagem com os elétrons nessas camadas percam energia.

O resultado desse processo é a degradação ou absorção completa das ondas de rádio de alta frequência (HF), que deveriam ser refletidas de volta à Terra.

Por isso, ocorrem apagões de rádio na faixa de 3 a 30 MHz, que são frequências usadas em sistemas de comunicações militares e de navegação marítima e aeronáutica.

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