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TELESCÓPIOS EXTREMOS DESCOBREM SEGUNDO PULSAR MAIS RÁPIDO
8 de setembro de 2017

 


O LOFAR (Low-Frequency Array), uma rede de milhares de antenas rádio, localizado principalmente na Holanda, descobriu dois novos pulsares de milissegundo investigando fontes de raios-gama anteriormente por descobrir avistada pelo Telescópio Espacial Fermi da NASA: O pulsar J0952-0607, realçado perto do centro à direita, gira 707 vezes por segundo e está agora classificado como o segundo pulsar mais rápido conhecido. A localização da primeira descoberta de um pulsar de milissegundo pelo LOFAR, J1552+5437, que gira 412 vezes por segundo, está para cima e à esquerda. A emissão rádio de ambos os pulsares diminui rapidamente a frequências mais altas, tornando-os ideais para o LOFAR. O topo desta composição mostra uma porção do céu em raios-gama pelo Fermi. Em baixo está o LOFAR perto de Exloo, Holanda, que alberga as antenas principais do complexo.
Crédito: NASA/DOE/Colaboração LAT do Fermi e ASTRON
(clique na imagem para ver versão maior)

 

Ao acompanhar as misteriosas fontes altamente energéticas traçadas pelo Telescópio Espacial de Raios-Gama Fermi da NASA, o radiotelescópio LOFAR (Low Frequency Array), na Holanda, identificou um pulsar girando a mais de 42.000 revoluções por minuto, tornando-se no segundo mais rápido conhecido.

Os pulsares são os núcleos de estrelas massivas que explodiram como supernovas. Neste remanescente estelar, também chamado de estrela de neutrões, a massa equivalente a meio milhão de Terras é esmagada numa bola giratória magnetizada não maior que uma grande cidade. O campo magnético rotativo alimenta feixes de ondas de rádio, luz visível, raios-X e raios-gama. Se o percurso do feixe, por coincidência, é apontado para a Terra, os astrónomos observam pulsos regulares de emissão e classificam o objeto como um pulsar.

"Aproximadamente um-terço das fontes de raios-gama encontradas pelo Fermi não foram detetadas noutros comprimentos de onda," afirma Elizabeth Ferrara, membro da equipa de descoberta do Centro Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Muitas destas fontes não associadas podem ser pulsares, mas muitas vezes precisamos de fazer observações de acompanhamento no rádio para detetar e provar os pulsos. Há uma sinergia real nas extremidades do espectro eletromagnético e nós estamos à caça dela."

O novo objeto, chamado PSR J0952–0607 - ou J0952 - está classificado como um pulsar de milissegundo e está localizado a 3200-5700 anos-luz de distância na direção da constelação do Sextante. O pulsar contém cerca de 1,4 vezes a massa do Sol e é orbitado a cada 6,4 horas por uma estrela companheira que foi reduzida a menos de 20 vezes a massa do planeta Júpiter. Os cientistas relatam os seus achados num artigo publicado na edição de 10 de setembro da revista The Astrophysical Journal Letters e que está agora disponível online.

Nalgum momento da história deste sistema, a matéria começou a fluir da companheira para o pulsar, aumentando gradualmente a sua rotação para 707 rotações por segundo, ou mais de 42.000 rotações por minuto, e aumentando consideravelmente as suas emissões. Eventualmente, o pulsar começou a evaporar a sua companheira e este processo ainda ocorre hoje. Devido à sua semelhança com as aranhas que consomem os seus companheiros, os sistemas como J0952 são chamados viúvas negras ou pulsares vermelhos, dependendo do que resta da estrela companheira. A maioria dos sistemas conhecidos destes tipos foram encontrados seguindo fontes não associadas do Fermi.

A descoberta do LOFAR também sugere o potencial de encontrar uma nova população de pulsares ultrarrápidos.

 

"O LOFAR detetou os pulsos de J0952 a frequências rádio na casa dos 135 MHz, que é cerca de 45% menos do que as frequências mais baixas das pesquisas convencionais no rádio," comenta Cees Bassa do ASTRON (Netherlands Institute for Radio Astronomy). "Nós descobrimos que J0952 tem um espectro de rádio íngreme, o que significa que os seus pulsos de rádio desaparecem muito rapidamente a frequências mais altas. Teria sido um desafio encontrá-lo sem o LOFAR."

Os teóricos dizem que os pulsares podem girar até 72.000 rpm antes de se quebrarem. No entanto, a rotação mais rápida conhecida - pelo objeto PSR J1748–2446ad, que atinge quase 43.000 rpm - está a apenas 60% do máximo teórico. Talvez os pulsares com períodos de rotação mais rápidos simplesmente não se possam formar. Mas a diferença entre a teoria e a observação também pode resultar da dificuldade em detetar os pulsares mais rápidos.

"Existem evidências crescentes de que os pulsares de rotação mais veloz tendem a ter os espectros mais íngremes," afirma Ziggy Pleunis, estudante de doutoramento da Universidade McGill em Montreal. O primeiro pulsar de milissegundo descoberto com o LOFAR, que foi encontrado por Pleunis, é J1552+5437, que gira a mais de 25.000 rpm e também exibe um espectro íngreme. "Uma vez que as pesquisas LOFAR são mais sensíveis a estes pulsares rádio de espectro íngreme, podemos descobrir que os pulsares ainda mais rápidos, de facto, existem e que escaparam à descoberta por levantamentos a frequências mais altas," explicou.

Durante os seus nove anos em órbita, o Fermi desempenhou um papel na descoberta de mais de 100 pulsares, seja através de deteção direta de pulsos de raios gama, seja pelo seguimento rádio de fontes não associadas.

O LOFAR é um radiotelescópio composto por uma rede internacional de antenas desenhadas para observar o Universo em frequências de 10 a 250 MHz. Operado pelo ASTRON, a rede inclui estações na Holanda, Alemanha, Suécia, Reino Unido, França, Polónia e Irlanda.

 


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Artigo científico (arXiv.org)
The Astrophysical Journal Letters
Animação de um pulsar "viúva negra" (NASA via YouTube)
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Pulsares de milissegundo (Wikipedia)
Lista de pulsares de milissegundo com rotação e acreção
Catálogo ATNF de Pulsares

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ASTRON
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Telescópio Espacial Fermi:
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