Astrônomos resolvem o quebra-cabeça de uma estrela morta pulsante incomum

Jun 22, 2023

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Uma equipe internacional de astrônomos desvendou novos insights sobre um objeto no centro de um mistério cósmico — um pulsar que parece mudar constantemente de brilho. Agora, os cientistas acham que sabem o que está por trás disso.

Estrelas mortas em rotação rápida, os pulsares têm esse nome porque, à medida que giram, liberam feixes de radiação eletromagnética através do espaço que parecem pulsar como faróis celestes.

Mas um pulsar chamado PSR J1023+0038, localizado a cerca de 4.500 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Sextans, é ainda mais incomum porque alguns dos pulsos são mais brilhantes do que outros, quase como se estivesse alternando entre diferentes modos.

A estrela morta giratória e a estrela companheira que ela orbita de perto foram descobertas pela primeira vez em 2007. Mas novas observações feitas com vários telescópios mostram que coisas estranhas acontecem à medida que o pulsar retira material da outra estrela, e esta atividade tem persistido durante a última década. .

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Um estudo sobre as novas observações foi publicado quarta-feira na revista Astronomy & Astrophysics.

“Testemunhamos eventos cósmicos extraordinários onde enormes quantidades de matéria, semelhantes a balas de canhão cósmicas, são lançadas para o espaço num espaço de tempo muito breve, de dezenas de segundos, a partir de um objeto pequeno e denso que gira a velocidades incrivelmente altas”, disse a principal autora do estudo, Maria. Cristina Baglio, pesquisadora da Universidade de Nova York de Abu Dhabi, afiliada ao Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, em comunicado.

Assim que o pulsar começou a extrair material da estrela companheira, o seu feixe pulsante característico desapareceu. Em vez disso, o pulsar entrou num ciclo constante e alternado de operação no que os astrônomos chamam de modo “alto” e modo “baixo”.

Durante o modo alto, o pulsar libera raios X, comprimentos de onda ultravioleta e luz visível. Uma vez no modo baixo, o pulsar fica mais escuro, compartilhando mais ondas de rádio do que outros comprimentos de onda de luz. Os dois modos podem durar segundos ou minutos antes de mudar para o outro.

Os astrônomos precisavam de um conjunto diversificado de observatórios que pudessem detectar diferentes tipos de luz para resolver o quebra-cabeça celestial.

“A nossa campanha de observação sem precedentes para compreender o comportamento deste pulsar envolveu uma dúzia de telescópios terrestres e espaciais de última geração”, disse o coautor do estudo Francesco Coti Zelati, investigador do Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona, ​​Espanha, num comunicado.

Em junho de 2021, o pulsar fez mais de 280 alternâncias entre os modos alto e baixo. As várias observações do telescópio reuniram os detalhes de que os astrónomos precisavam para compreender o que ocorreu durante ambos os modos.

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Eles descobriram que uma troca de matéria entre o pulsar e a sua estrela companheira desencadeia o comportamento incomum do pulsar.

À medida que o pulsar puxa a sua estrela companheira, o gás é libertado da companheira e forma um disco em torno do pulsar antes de cair lentamente na sua direção.

Eventualmente, no modo baixo, o mesmo material é liberado do pulsar em um jato estreito. A matéria expelida é atingida pelo vento que sopra do pulsar. O vento aquece a matéria estelar, fazendo-a brilhar em diferentes comprimentos de onda de luz, o que ativa o modo alto.

O processo repete-se à medida que o jato continua a empurrar mais material para longe da estrela, o que move parte do material mais quente e brilhante para fora do caminho e restabelece o modo baixo.

“Descobrimos que a mudança de modo decorre de uma intrincada interação entre o vento do pulsar, um fluxo de partículas de alta energia que se afasta do pulsar e a matéria que flui em direção ao pulsar”, disse Coti Zelati. existem outros sistemas de pulsares semelhantes, ou se este é único.