Pesquisadores da Universidade de Columbia e da Breakthrough Listen, um programa de investigação científica que visa encontrar evidências de civilizações extraterrestres, publicaram novos resultados do levantamento BLGC (Breakthrough Listen Galactic Center), uma das mais sensíveis pesquisas no rádio jamais realizadas para pulsares na dinamicamente complexa região central da Via Láctea.
© GBT (ilustração de um pulsar no centro da Via Láctea)
Os pulsares são estrelas de nêutrons altamente magnetizadas que giram rapidamente e emitem feixes de ondas de rádio que atravessam a Terra como faróis cósmicos. Dado que os seus sinais são extremamente regulares, os pulsares podem ser usados como relógios cósmicos altamente precisos para estudar a física em condições extremas.
Espera-se que a região central da Via Láctea abrigue uma grande população de pulsares, mas a sua detecção é excepcionalmente difícil devido à forte dispersão interestelar e ao ambiente extremo da região. Os comprimentos de onda em rádio são adequados para estas pesquisas porque podem sondar regiões densas do Centro Galáctico que, de outra forma, são obscurecidas em comprimentos de onda ópticos. O Centro Galáctico, onde se encontra o buraco negro supermassivo Sagitário A* e densas populações estelares, apresenta oportunidades e desafios científicos únicos para a compreensão da dinâmica estelar, ambientes astrofísicos extremos e testes da teoria da Relatividade Geral de Einstein.
Neste novo trabalho, os pesquisadores realizaram mais de 20 horas de observações com o GBT (Green Bank Telescope), um observatório no estado norte-americano da Virgínia Ocidental, entre 2021 e 2023. Destas observações, 11 horas foram dedicadas aos 1,4 minutos de arco mais interiores do Centro Galáctico, resultando num dos mais profundos e sensíveis levantamentos de pulsares alguma vez realizados para esta região. Este levantamento foi também um empreendimento computacionalmente intensivo.
As observações individuais da região mais interior duraram de 1 a 2 horas, cobriram quase 4 GHz de largura de banda com um tempo de amostragem de 44 microssegundos e cada uma produziu de 3 a 8 terabytes de dados. O processamento destes dados exigiu recursos de computação em grande escala, incluindo o "cluster" de computação de alto desempenho da Universidade de Columbia, com alocações de memória elevadas e pesquisas paralelas em vários nós de computação.
O levantamento identificou um intrigante candidato a pulsar de 8,19 milissegundos, denominado BLPSR (Breakthrough Listen Pulsar). Dadas as potenciais implicações de tal descoberta, está em curso a análise de extensas observações de acompanhamento.
Na ausência de quaisquer influências externas, os sinais de um pulsar chegam aos telescópios com uma regularidade extraordinária, pelo que podem ser considerados relógios muito precisos com um comportamento altamente previsível. Os pulsares de milissegundo, em particular, exibem um comportamento extremamente estável, semelhante ao de um relógio, devido à sua rotação muito rápida. Qualquer influência externa num pulsar, como a atração gravitacional de um objeto massivo, introduziria anomalias nesta chegada constante de sinais, que podem ser medidas e modeladas. Além disso, quando os sinais viajam perto de um objeto muito massivo, podem ser distorcidos e sofrer atrasos temporais devido à deformação do espaço-tempo.
Uma vez que o buraco negro central da nossa Galáxia tem uma massa cerca de 4 milhões de vezes superior à massa do nosso Sol, exerce uma forte influência sobre os seus arredores. Detectar, confirmar e medir cuidadosamente a chegada do sinal de um pulsar numa órbita próxima de Sagitário A* permitiria, portanto, testes sem precedentes da Teoria Geral da Relatividade de Einstein, incluindo medições de precisão do espaço-tempo em torno de um buraco negro supermassivo. Uma tal descoberta revolucionaria a física e continua a ser um grande objetivo de longa data de exploração do Centro Galáctico.
Ao mesmo tempo, a escassez de detecções neste levantamento levanta questões fundamentais sobre a verdadeira população de pulsares e sobre o ambiente complexo do Centro Galáctico. Para maximizar o impacto na comunidade, o programa Breakthrough Listen está divulgando publicamente as observações, permitindo aos pesquisadores de todo o mundo realizar análises independentes e seguir casos científicos complementares.
Espera-se que as futuras instalações rádio de próxima geração, como o ngVLA (next-generation Very Large Array) e o SKA (Square Kilometre Array), forneçam a sensibilidade e a resolução necessárias para descobrir esta esquiva população de pulsares.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Columbia University