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PESO PESADO DOS PULSARES DESAFIA EINSTEIN
18 de Maio de 2012

 

Os objectos mais densos do Universo têm um novo campeão de pesos pesados: um pulsar tão pequeno que pode quase situar-se dentro da ilha de Manhattan mas que tem uma massa 2,4 vezes a do Sol. O pulsar poderá ser usado para ajudar a testar a teoria da relatividade geral de Einstein - mas a sua própria existência pode colocar esta teoria científica em risco.

Os pulsares são "cadáveres" estelares com uma rápida rotação que varrem o céu com um feixe tipo-farol de ondas de rádio à medida que rodam. Os pulsares mais rápidos encontram-se em sistemas binários com outro objecto como uma estrela ou uma anã branca. O pulsar roda mais rápido ao roubar material da sua companheira. Esta combinação pode continuar por milhares de milhões de anos até que os objectos colidem e fundem-se.

De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, que descreve como a gravidade funciona, os dois corpos excitam fortes ondulações no espaço-tempo - ondas gravitacionais - à medida que espiralam na direcção um do outro. Embora as ondas gravitacionais não tenham sido observadas directamente, temos fortes evidências da sua existência. O estudo destes sistemas binários com pulsares pode ser uma boa maneira de as observar e de verificar que as previsões da relatividade geral são verdadeiras.

E é aqui que entra J0348+0432, recentemente intitulado como o pulsar mais massivo conhecido. O pulsar apareceu num estudo cego levado a cabo pelo Telescópio Green Bank no estado americano da Virginia do Oeste, quando o telescópio estava parcialmente parado para reparações. Durante meses, a gigantesca antena com 100 metros não pôde ser dirigida.

"Mas o telescópio podia apenas estar apontado para cima que o céu rodava por cima, por isso pensámos, porque não?", afirma Victoria Kaspi da Universidade McGill em Montreal, Canadá, que apresentou a sua nova descoberta na Conferência Harvard-Smithsonian de Astrofísica Teórica em Cambridge, Massachusetts, EUA, esta semana.

Ela e seus colegas identificaram o pulsar graças aos pulsos de rádio que emite a cada 39 milissegundos. Está numa íntima órbita binária com uma anã branca, um outro tipo de cadáver estelar e menos denso, com 0,172 vezes a massa do Sol. A comparação do modo como os dois objectos oscilam nas suas órbitas permite à equipa calcular a massa do pulsar: 2,04 vezes a massa do Sol, até agora inédita. O anterior detentor do recorde tinha uma modesta massa de 1,97 Sóis.

O par é um laboratório particularmente bom para testar a relatividade geral devido à diferença entre a massa do pulsar e a massa da anã branca, realça Kaspi. Nalgumas teorias da gravidade, alternativas no caso da relatividade geral se revelar incorrecta, a estrela de neutrões poderá sentir efeitos gravitacionais dentro de si que a relativamente esbelta anã branca não tem. Estes efeitos podem distorcer a gravidade e libertar ondas gravitacionais extra, aumentando a velocidade de atracção entre os dois objectos - um efeito que os astrónomos podem observar mesmo sem ver as ondas gravitacionais directamente.

"Podemos começar a restringir a gravidade num regime totalmente novo," afirma Kaspi.

Mas a massa extra do pulsar pode ser um problema para a relatividade geral. Os pulsares aglomeram a sua massa numa bola com até 20 ou 24 km de diâmetro. As teorias de como os átomos colapsam em espaços tão apertados prevêem que as estrelas de neutrões não podem ficar com massas superiores a duas massas solares, ou serão forçadas a colapsar num buraco negro.

"Se o próximo detentor do recorde tiver muito mais que 2 massas solares, então temos que rever algumas das nossas teorias - possivelmente até pensar em modificações na relatividade geral," afirma Feryal Ozel da Universidade Estatal do Arizona em Tucson, EUA. Ozel está à espera que a incerteza acerca da massa do novo pulsar diminua antes que comece a preocupar-se, mas "2,04 massas solares está quase no ponto em que temos que verificar tudo".

Mas outros cientistas pensam que é demasiado cedo para nos preocuparmos com um novo desafio a Einstein.

Scott Hughes, professor associado de física no Instituto de Tecnologia do Massachusetts, não está preocupado com a descoberta. "A gravidade é um item na lista dos porquês da massa do pulsar ser tão alta. Mas está muito abaixo na lista. Sabe-se muito pouco acerca do material nuclear a estas densidades, mas as equações plausíveis do estado acomodam estrelas desta massa dentro dos padrões sem real dificuldade."

Links:

Notícias relacionadas:
New Scientist
Forbes

Pulsares:
Wikipedia
Animação de um pulsar (em formato Quicktime)
Catálogo ATNF de Pulsares

Telescópio Robert C. Byrd Green Bank:
Página oficial
Wikipedia

 


O pulsar J0348+0432 é o pulsar mais massivo conhecido.
Crédito: NASA
(clique na imagem para ver versão maior)

 
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