Com uma notável campanha observacional que envolveu 12 telescópios, tanto em terra quanto no espaço, incluindo três instalações do Observatório Europeu do Sul (ESO), astrônomos desvendaram o comportamento estranho de um pulsar, uma estrela morta de rotação extremamente rápida. Este objeto misterioso é conhecido por alternar entre dois modos de luminosidade quase constantemente, algo que até agora tem sido um enigma. No entanto, os astrônomos agora descobriram que súbitas ejeções de matéria do pulsar em períodos muito curtos são responsáveis por essas mudanças peculiares.
“Presenciamos eventos cósmicos extraordinários onde enormes quantidades de matéria, semelhantes a bolas de canhão cósmicas, são lançadas no espaço em um período de tempo muito curto, de dezenas de segundos, a partir de um pequeno objeto celestial denso que gira a velocidades incrivelmente altas”, diz Maria Cristina Baglio, pesquisadora na Universidade de Nova York em Abu Dhabi, afiliada ao Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), e autora principal do artigo publicado hoje em Astronomia & Astrofísica.
Um pulsar é uma estrela morta, magnética e de rotação rápida que emite um feixe de radiação eletromagnética no espaço. À medida que gira, esse feixe varre o cosmos — muito parecido com o feixe de um farol varrendo seus arredores — e é detectado pelos astrônomos quando cruza a linha de visão da Terra. Isso faz com que a estrela pareça pulsar em luminosidade quando vista de nosso planeta.
O PSR J1023+0038, ou J1023 para abreviar, é um tipo especial de pulsar com um comportamento bizarro. Localizado a cerca de 4500 anos-luz de distância na constelação de Sextans, ele orbita de perto outra estrela. Ao longo da última década, o pulsar tem estado ativamente sugando matéria dessa estrela companheira, que se acumula em um disco ao redor do pulsar e lentamente cai em direção a ele.
Desde que esse processo de acumulação de matéria começou, o feixe varredor praticamente desapareceu e o pulsar começou a alternar incessantemente entre dois modos. No modo “alto”, o pulsar emite raios-X, luz ultravioleta e visível intensos, enquanto no modo “baixo” ele é mais fraco nessas frequências e emite mais ondas de rádio. O pulsar pode permanecer em cada modo por vários segundos ou minutos e, em seguida, mudar para o outro modo em apenas alguns segundos. Essa mudança tem, até agora, confundido os astrônomos.
“Nossa campanha de observação sem precedentes para entender o comportamento deste pulsar envolveu uma dúzia de telescópios de ponta, terrestres e espaciais”, diz Francesco Coti Zelati, pesquisador no Instituto de Ciências Espaciais, Barcelona, Espanha, e coautor principal do artigo. A campanha incluiu o Very Large Telescope (VLT) do ESO e o New Technology Telescope (NTT) do ESO, que detectaram luz visível e infravermelha próxima, bem como o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no qual o ESO é parceiro. Durante duas noites em junho de 2021, eles observaram o sistema fazer mais de 280 mudanças entre seus modos alto e baixo.
“Descobrimos que a mudança de modo decorre de uma interação complexa entre o vento do pulsar, um fluxo de partículas de alta energia que se afasta do pulsar, e a matéria fluindo em direção ao pulsar”, diz Coti Zelati, que também é afiliado ao INAF.
No modo baixo, a matéria fluindo em direção ao pulsar é expelida em um jato estreito perpendicular ao disco. Gradualmente, essa matéria se acumula mais e mais perto do pulsar e, à medida que isso acontece, é atingida pelo vento que sopra da estrela pulsante, fazendo com que a matéria se aqueça. O sistema agora está em um modo alto, brilhando intensamente nos raios-X, ultravioleta e luz visível. Eventualmente, porções dessa matéria quente são removidas pelo pulsar através do jato. Com menos matéria quente no disco, o sistema brilha menos intensamente, voltando ao modo baixo.
Embora essa descoberta tenha desvendado o mistério do comportamento estranho de J1023, os astrônomos ainda têm muito a aprender com o estudo deste sistema único, e os telescópios do ESO continuarão a ajudar os astrônomos a observar esse pulsar peculiar. Em particular, o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no Chile, oferecerá uma visão sem precedentes dos mecanismos de mudança de J1023. “O ELT nos permitirá obter informações fundamentais sobre como a abundância, distribuição, dinâmica e energia da matéria que flui em torno do pulsar são afetadas pelo comportamento de mudança de modo”, conclui Sergio Campana, Diretor de Pesquisa no Observatório INAF Brera e coautor do estudo.
Fonte:
https://www.eso.org/public/news/eso2315/
