O entendimento atual de um pulsar. Clique para ampliar
Os astrônomos descobriram um pulsar muito incomum que parece desligar de tempos em tempos. Este pulsar está diminuindo sua taxa de rotação, mas essa desaceleração aumenta quando está ativo. Este mecanismo de frenagem está relacionado às poderosas emissões de rádio. Durante sua fase ativa, um vento de partículas é expelido, roubando parte de sua energia rotacional.
Astrônomos que usaram o radiotelescópio Lovell de 76 m no Observatório Jodrell Bank da Universidade de Manchester descobriram um pulsar muito estranho que ajuda a explicar como os pulsares agem como 'relógios cósmicos' e confirma as teorias apresentadas há 37 anos para explicar a maneira pela qual os pulsares emitem seus feixes regulares de ondas de rádio - considerados um dos problemas mais difíceis da astrofísica. Sua pesquisa, agora publicada na Science Express, revela um pulsar que fica "ligado" por parte do tempo. O pulsar estranho está girando em torno de seu próprio eixo e diminui 50% mais rápido quando está "ligado" em comparação com quando está "desligado".
Os pulsares são estrelas de nêutrons densas e altamente magnetizadas que nascem em uma violenta explosão que marca a morte de estrelas massivas. Eles agem como faróis cósmicos enquanto projetam um feixe rotativo de ondas de rádio através da galáxia. Michael Kramer explica: “Os pulsares são o sonho de um físico que se tornou realidade. Eles são feitos da matéria mais extrema que conhecemos no Universo, e sua rotação altamente estável os torna relógios cósmicos superprecisos - mas, embaraçosamente, não sabemos como esses relógios funcionam. Essa descoberta ajuda bastante a resolver esse problema. ”
O entendimento atual de um pulsar. A estrela de nêutrons central é altamente magnetizada e emite um feixe de rádio ao longo de seu eixo magnético, que é inclinado ao eixo de rotação. O forte campo magnético leva à extração de partículas da superfície, preenchendo o plasma com a chamada magnetosfera circundante. O tamanho da magnetosfera é determinado pela distância em que a co-rotação do plasma atinge a velocidade da luz, o chamado cilindro de luz. O plasma que cria a emissão de rádio eventualmente deixa o cilindro de luz como um vento pulsar, que fornece um torque ao pulsar, contribuindo com cerca de 50% para a desaceleração observada na rotação.
A equipe de pesquisa, liderada pelo Dr. Kramer, encontrou um pulsar que é apenas periodicamente ativo. Ele aparece como um pulsar normal por cerca de uma semana e depois "desliga" por cerca de um mês antes de emitir pulsos novamente. O pulsar, chamado PSR B1931 + 24, é único nesse comportamento e oferece aos astrônomos a oportunidade de comparar suas fases silenciosa e ativa. Como é silencioso na maioria das vezes, é difícil detectá-lo, sugerindo que pode haver muitos outros objetos semelhantes que até agora escaparam da detecção.
O professor Andrew Lyne salienta que, “após a descoberta dos pulsares, os teóricos propuseram que campos elétricos fortes arrancam partículas da superfície da estrela de nêutrons em uma nuvem de plasma magnetizada circundante chamada magnetosfera - mas, por quase 40 anos, não houve maneira de testar se nosso entendimento básico estava correto. "
Os astrônomos da Universidade de Manchester ficaram encantados quando descobriram que esse pulsar diminui mais rapidamente quando o pulsar está ligado do que quando está desligado. A Dra. Christine Jordan destaca a importância dessa descoberta: "Podemos ver claramente que algo acerta o freio quando o pulsar está ligado".
Esse mecanismo de interrupção deve estar relacionado à emissão de rádio e os processos que a geram e a desaceleração adicional podem ser explicados por um vento de partículas saindo da magnetosfera do pulsar e levando energia rotacional. "Tal efeito de frenagem do vento pulsar era esperado, mas agora, finalmente, temos evidências observacionais para isso", acrescenta o Dr. Duncan Lorimer.
A quantidade de frenagem pode estar relacionada ao número de cargas que saem da magnetosfera pulsar. O Dr. Kramer explica sua surpresa quando se descobriu que o número resultante estava dentro de 2% das previsões teóricas. “Ficamos realmente chocados quando vimos esses números em nossas telas. Dada a complexidade do pulsar, nunca esperávamos realmente que a teoria magnetosférica funcionasse tão bem. ”
O professor Lyne resumiu o resultado: "É incrível que, após quase 40 anos, não tenhamos encontrado apenas um fenômeno pulsar novo e incomum, mas também uma maneira inesperada de confirmar algumas teorias fundamentais sobre a natureza dos pulsares".
Fonte original: Comunicado de imprensa do PPARC
