Pulsos gigantes nesta nebulosa podem solucionar as rajadas rápidas de rádio

Pulsos gigantes nesta nebulosa podem solucionar as rajadas rápidas de rádio

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 12 de Abril de 2021 às 18h50
NASA/ESA/STScI

O Pulsar do Caranguejo, uma estrela de nêutrons de aproximadamente 25 km de diâmetro localizada na Nebulosa do Caranguejo, possui feixes de radiação eletromagnética que giram 30 vezes por segundo. Ele é responsável pela maior parte da emissão dessa nebulosa, e agora os cientistas descobriram que os pulsos gigantes de rádio do pulsar incluem também um aumento nas emissões de raios-X. Isso significa que os pulsos da estrela são bem mais poderosos do que se imaginava.

A Nebulosa do Caranguejo costuma ser usada para calibração na astronomia de raios-X poque ela é uma grande fonte de radiação neste comprimento de onda eletromagnética. Além disso, o Pulsar do Caranguejo pisca em intervalos tão precisos que os astrônomos o utilizam para regulagem de tempo nos detectores de raios-X. Existe até uma métrica chamada “Caranguejo” e “miliCaranguejo”, que são usados na astronomia como unidades de densidade de fluxo em raios-X. São poucas as fontes de raios-X que ultrapassam “um Caranguejo” em brilho, por exemplo.

Outra característica desta pulsar são os tais pulsos gigantes de rádio, um fenômeno não tão comum, observado em uma dúzia de pulsares da Via Láctea. Pouco se sabe sobre o que causa essas rajadas tão energéticas, mas um grupo liderado por cientistas do RIKEN Cluster for Pioneering Research usou observações do pulsar do Caranguejo em uma série de frequências e encontrou algumas pistas que podem conectar esses pulsos gigantes às famosas rajadas rápidas de rádio (FRBs) que intrigam astrônomos há alguns anos.

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A nebulosa do Caranguejo (Imagem: Reprodução/NASA/ESA)

Em seu estudo, a equipe descobriu que os pulsos gigantes de rádio que o Pulsar do Caranguejo emite incluem um aumento nas emissões de raios-X, além das emissões de rádio e luz visível que foram observadas anteriormente. Isso implica que esses pulsos são centenas de vezes mais enérgicos do que se acreditava anteriormente e podem ser a própria origem das FRBs. Há algum tempo os astrônomos suspeitam que as rajadas rápidas de rádio poderiam vir de estrelas de nêutrons, e o novo resultado parece sustentar essa hipótese.

A Nebulosa do Caranguejo é um remanescente de supernova que foi observada por chineses e japoneses no ano de 1054. Ela tem um diâmetro de 11 anos-luz e continua se expandindo a uma taxa de aproximadamente 1.500 km/s. Embora o Pulsar do Caranguejo seja o que restou da estrela que explodiu para dar origem à nebulosa — aliás, ele foi um dos primeiros pulsares a serem descobertos —, ainda não se sabe algumas coisas sobre essa estrutura. Por exemplo, a massa combinada do pulsar e da nebulosa é inferior à massa que a estrela progenitora deveria ter.

Os autores do estudo começou a procurar um aumento nas emissões de raios-X associadas a pulsos gigantes de rádio neste pulsar através de uma ação internacional coordenada de radiografias espaciais simultâneas e observações de rádio em instrumentos terrestres. Também foram utilizadas observações feitas com o NICER, um instrumento que fica na Estação Espacial Internacional, além de dados coletados em dois observatórios no Japão. Tudo isso foi realizado ao longo de três anos, até que o grupo encontrasse um sinal bastante claro indicando um aumento nas emissões de raios-X.

Ilustração de um pulsar orbitado por um planeta. Os feixes em roxo são as luzes emitidas pela estrela; quando um feixe aponta para a direção da Terra, os instrumentos detectam um aumento no brilho (Imagem: Reprodução/Knispel/Clark/Max Planck Institute for Gravitational Physics)

Esse aumento de emissão detectado nos raios-X foi semelhante a um aumento anteriormente observado no espectro visível do eletromagnético, mas exceto nesse caso, nada semelhante foi observado em nenhum dos outros 2.800 pulsares conhecidos. Esse resultado impõe restrições importantes aos modelos astronômicos das FRBs. Como mencionado antes, os cientistas cogitam que as rajadas rápidas de rádio estão associados a estrelas de nêutrons, e alguns pensam que a fonte seja pulsares — lembre-se, pulsares são um tipo de estrelas de nêutrons.

No entanto, os autores do estudo dizem que "a relação entre os dois [FRBs e pulsares] ainda é controversa”. Mas eles estão confiantes que o novo trabalho “junto das próximas descobertas sobre rajadas rápidas de rádio, nos ajudarão a entender a relação entre esses fenômenos”. O artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Science Daily

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