Pela primeira vez, os cientistas utilizaram o IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA para medir diretamente os campos magnéticos de PSR J1101-6101, um pulsar localizado perto do objeto por vezes chamado de Nebulosa do Farol. Os resultados proporcionam novos conhecimentos sobre a estrutura de alguns dos objetos mais extremos do cosmos. O artigo científico que descreve os resultados foi publicado na quinta-feira passada na revista The Astrophysical Journal.

Um pulsar é um tipo de estrela de neutrões com um forte campo magnético que gira a uma velocidade incrível. O pulsar da Nebulosa do Farol está a girar 16 vezes por segundo. As estrelas de neutrões são os núcleos remanescentes de estrelas massivas, formadas no final dos seus ciclos de vida, que possuem mais massa do que o Sol. Estão condensadas até ao tamanho de uma cidade, o que as torna laboratórios naturais para o estudo da física extrema.

Em junho de 2025, o IXPE passou quase 18 dias focado na Nebulosa do Farol. Os astrónomos estudaram dois filamentos estreitos de raios X que se estendem a partir do pulsar para compreender melhor como os eletrões a uma velocidade próxima da da luz interagem com este sistema energético. O filamento mais longo é mesmo conhecido como "filamento", e o mais curto como "rasto".

Quando as partículas altamente energéticas do pulsar colidem com o gás do espaço interestelar, formam um choque em arco, semelhante à onda que se forma na proa de um barco em alta velocidade. A maioria das partículas fica retida atrás deste choque em arco, formando o rasto turbulento atrás do pulsar.

Os investigadores suspeitam, desde 2008, que as partículas de maior energia escapam através deste choque em arco para o espaço interestelar, fluindo ao longo das linhas do campo magnético da Galáxia para criar o filamento longo e fino da nebulosa.

"Queríamos testar essa teoria", afirmou Jack Dinsmore, estudante na Universidade de Stanford, que liderou o estudo. "A 'prova irrefutável' viria da medição da polarização da luz, que indica a direção do campo magnético. Se o campo magnético apontar ao longo do filamento, isso confirma que as partículas do filamento estão a fluir ao longo do campo".

A polarização é uma propriedade da luz que descreve a direção das vibrações do seu campo elétrico. O grau de polarização é uma medida do alinhamento dessas vibrações entre si.

Um dos desafios destas medições é o facto de a Nebulosa do Farol ser relativamente ténue. Para abordar esta questão, os cientistas do IXPE desenvolveram métodos de análise avançados que utilizam todos os dados disponíveis, evitando etapas de simplificação que pudessem limitar a informação. Com estas novas ferramentas e as novas observações da Nebulosa do Farol, a equipa científica conseguiu medir com sucesso a polarização do filamento. Estas técnicas também permitiram obter uma medição da polarização do rasto e do sinal de emissão do pulsar.

A sua análise confirmou, com mais de 99% de confiança, que o campo magnético se alinha, de facto, com o fluxo das partículas.

Embora a direção paralela confirme os modelos relativos ao movimento das partículas, o grau de polarização foi suficientemente elevado para suscitar novas questões.

"Muitos dos modelos relativos aos filamentos pressupõem uma forte turbulência magnética", afirmou Roger Romani, professor da Universidade de Stanford e coautor deste artigo científico. "O elevado grau de polarização que medimos indica uma turbulência inferior à exigida por esses modelos".

As observações do IXPE revelaram também que o campo magnético responsável pela emissão de raios X tinha de ser paralelo ao rasto. No entanto, os autores recolheram observações no rádio que revelavam um campo magnético orientado de forma quase exatamente perpendicular.

"A notável divergência nas orientações do campo magnético observada entre os comprimentos de onda de rádio e de raios X fornece evidências convincentes da natureza altamente estruturada destes objetos", afirmou Niccolò Bucciantini, do INAF (Istituto nazionale di astrofisica), Itália, e coautor do estudo. "Isto constitui a primeira indicação clara de que partículas com diferentes energias ocupam regiões distintas dentro do sistema, sugerindo a presença de múltiplos e diferentes mecanismos de aceleração".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

Quer saber mais?

Nebulosa do Farol:
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Pulsares:
Wikipedia

Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland

Choque em arco:
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IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer):
NASA
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