Astrônomos encontraram recentemente um estranho farol, a cerca de 2.600 anos-luz de distância, que parece ser um pulsar piscando em câmera lenta, algo que não deveria ser possível.
© Kevin Gill (ilustração da emissão de rádio por um pulsar)
Os cientistas agora planejam procurar mais desses objetos excêntricos, o que pode ajudar a preencher a lacuna entre os pulsares tradicionais e bem compreendidos de rotação rápida e aqueles poucos que giram mais lentamente.
Os pulsares são como faróis cósmicos de alta velocidade. Eles são feitos de núcleos densos remanescentes de estrelas massivas que ficaram sem combustível nuclear e se transformaram em supernovas. Após a explosão, o que resta da estrela colapsa numa estrela de nêutrons de 10 quilômetros de diâmetro.
Como o momento angular original (spin) da estrela é conservado, ser comprimida em um objeto tão pequeno significa que sua rotação acelera, da mesma forma que um patinador gira mais rápido quando recolhe os braços. Os pulsares emitem feixes de radiação de seus polos; esses feixes então varrem o Universo enquanto giram. Se esses feixes apontarem para a Terra, recebemos um flash de luz a cada rotação, normalmente em comprimentos de onda de rádio.
Os pulsares vibram com precisão de relógio, sendo os mais rápidos piscando dezenas de milhares de vezes por minuto. Mesmo os mais lentos tendem a piscar pelo menos a cada 10 segundos. Mas em 2022, astrônomos encontraram um objeto emitindo pulsos de rádio como um pulsar, mas muito mais lentamente: apenas uma vez a cada 18 minutos. Desde então, cientistas descobriram mais alguns desses objetos, conhecidos como transientes de longo período, com períodos que variam de minutos a horas.
Você poderia pensar que estes poderiam ser apenas pulsares de rotação muito lenta, mas há um problema com essa explicação. A energia de um pulsar vem de seu movimento giratório. Apesar de sua regularidade, os pulsares estão, na verdade, desacelerando gradualmente, e a energia perdida nessa desaceleração é convertida nos feixes de rádio que eles emitem. Transientes de longo período não podem ser pulsares lentos, porque eles já estão girando tão lentamente que a perda adicional de energia rotacional não é mais suficiente para alimentar feixes tão fortes quanto os que vemos deles.
O ponto em que um pulsar gira muito lentamente para produzir feixes de rádio é chamado de linha de morte do pulsar. Pulsares que caem abaixo dessa linha param de emitir feixes de rádio, então paramos de vê-los como pulsares. Portanto, transientes de longo período não podem ser tão lentos e tão brilhantes se forem causados pelos mesmos mecanismos que os pulsares alimentados rotacionalmente. Alguns ainda podem ser estrelas de nêutrons se comportando de maneiras inesperadas. Outros podem ser objetos completamente diferentes, como anãs brancas ou sistemas binários.
O pulsar recentemente descoberto, chamado PSR J0311+1402, pode oferecer novas pistas. Com um período de 41 segundos, ele gira muito mais lentamente do que pulsares típicos, mas muito mais rápido do que transientes de longo período. E os astrônomos acreditam que este objeto intermediário pode ser um elo perdido entre as duas populações.
Cientistas avistaram o estroboscópio estelar com o Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) e acompanharam com outros observatórios de rádio para medir sua luminosidade, período e polarização, todos os quais indicam fortemente que se trata de um pulsar. Mas ele ainda gira muito lentamente para ser alimentado apenas por rotação.
Os astrônomos normalmente encontram pulsares usando um único radiotelescópio grande, que não consegue detectar facilmente flashes com menos de uma frequência a cada 10 segundos, porque os sinais mais lentos são mais fracos e mais facilmente perdidos no ruído de fundo. Transientes de longo período geralmente são encontrados usando conjuntos de múltiplas antenas de rádio trabalhando juntas, um método chamado interferometria. Esse método é menos sensível a pisca-piscas rápidos, porque a combinação dos sinais de vários telescópios leva tempo suficiente para borrar ou até mesmo apagar mudanças rápidas dos dados. Isso deixa pulsares com períodos médios, como o PSR J0311+1402, em um ponto cego para ambos os métodos.
Mas isso está mudando, como mostra esta descoberta. Agora, os astrônomos estão usando um novo sistema com ASKAP chamado CRACO, que é perfeito para captar objetos nessa faixa ausente. É o sistema que encontrou o PSR J0311+1402 e pode ajudar a descobrir onde os pulsares param e os transientes de longo período começam, ou se eles são mais semelhantes do que se acretida. Responder a essas perguntas ajudará a entender toda a população de estrelas de nêutrons e o que alimenta suas emissões.
A descoberta, e o mistério que ela ressalta, mostra o quanto ainda temos a aprender sobre o cosmos.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: Astronomy