Astronomia, uma ciência que nos permite explorar os confins do universo, frequentemente nos presenteia com descobertas surpreendentes. Uma dessas descobertas recentes envolve o pulsar Vela, uma estrela de nêutrons altamente magnetizada e giratória localizada a quase 1.000 anos-luz de distância da Terra. Esta estrela de nêutrons, com uma densidade tão extrema que uma colher de chá dela equivale ao peso do Monte Everest, tem fascinado astrônomos há décadas.
A novidade surgiu com dados coletados pelo Observatório de Alta Energia Stereoscopic System (HESS) na Namíbia, que revelaram que o pulsar Vela emitiu a radiação de mais alta energia já registrada vinda de um pulsar. Mais especificamente, essa estrela de nêutrons parece ter liberado fótons de raios gama com pelo menos 20 teraelectronvolts (TeV), o que equivale a 20 trilhões de elétron-volts. Para se ter uma ideia da magnitude disso, seriam necessários cerca de 2.000.000 de fótons típicos de explosões solares para criar um único fóton de 20 TeV. Comparado à luz visível, seriam necessários aproximadamente 2×10^13 fótons visíveis para igualar a energia de um único fóton de 20 TeV.
O pulsar Vela, embora gire a uma taxa relativamente “normal” de 11 vezes por segundo, é de grande interesse para a astronomia devido à sua proximidade cósmica. Em termos astronômicos, está muito próximo de nós, tornando-o um alvo ideal para estudos mais detalhados. Normalmente, espera-se que os pulsares emitam radiação com energias abaixo de algumas dezenas de gigaelectronvolts (GeV), longe da faixa dos TeV. Surpreendentemente, o pulsar Vela quebrou essa expectativa e emitiu fótons de altíssima energia, surpreendendo a comunidade científica.
O pesquisador Arache Djannati-Ataï, líder da equipe de descoberta e cientista do Laboratório de Astropartículas e Cosmologia na França, compartilha sua surpresa: “Tínhamos procurado por emissões pulsadas de Vela em energias mais baixas, mas detectar fótons de 20 TeV foi realmente uma surpresa”. A única outra estrela de nêutrons conhecida por emitir radiação TeV é o Pulsar do Caranguejo, localizado a mais de 6.000 anos-luz da Terra, e mesmo assim, suas emissões atingiram apenas cerca de 1 TeV.
Além da extraordinária quantidade de energia envolvida, há outra descoberta intrigante associada ao pulsar Vela. Os fótons altamente energéticos emitidos por Vela correspondem a um componente espectral previamente desconhecido em pulsares. O “espectro” de um pulsar refere-se a um diagrama que representa todas as intensidades luminosas e energias emitidas pelo objeto. Isso é semelhante a outros espectros de entidades cósmicas estudadas por cientistas sempre que a luz está envolvida.
No caso do espectro do pulsar Vela, a equipe de pesquisa observou um padrão de aumento acentuado e uma clara quebra entre as emissões TeV e as emissões de menor energia. Isso sugere que os fótons de alta energia não podem ser uma continuação dos fótons de menor energia, aumentando gradualmente até atingir a categoria TeV. Essa característica distingue o Vela Pulsar do Pulsar do Caranguejo, cujo espectro de energia é uma continuação das emissões de gigaelectronvolts (GeV).
O que isso significa para a astronomia em geral? Em primeiro lugar, essa descoberta nos proporciona uma visão valiosa de um dos objetos mais incríveis do nosso universo, os pulsares. Como destaca Djannati-Ataï, “Dentro do zoológico de objetos cósmicos, os pulsares são fantásticos. Eles são laboratórios cósmicos com características incríveis que não podemos replicar, de longe, na Terra.” Os pulsares são remanescentes de estrelas que explodiram em supernovas e consistem quase inteiramente de nêutrons. Eles emitem feixes de radiação que periodicamente varrem nosso sistema solar, permitindo que os cientistas mapeiem seus espectros.
A extrema natureza dos pulsares também os torna alvos ideais para testar conceitos físicos fundamentais, como a teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Esses objetos possuem campos gravitacionais intensos, e a relatividade geral é uma explicação fascinante da gravidade em si. Até onde sabemos, essa teoria se mantém válida em torno dos pulsares, fornecendo insights preciosos sobre a física em escalas cósmicas.
Além disso, as descobertas relacionadas ao pulsar Vela impõem restrições rigorosas à nossa compreensão da fonte da radiação pulsar. Atualmente, os cientistas acreditam que essa radiação é produzida por elétrons de movimento rápido gerados e acelerados na magnetosfera do pulsar, que depois se deslocam em direção à periferia do objeto. No entanto, esse modelo não explica adequadamente as observações da equipe, sugerindo que outros processos são necessários para produzir emissões com energias tão elevadas quanto 20 TeV.
Embora os pesquisadores tenham algumas ideias iniciais, a resolução completa desse enigma aguarda futuras observações e pesquisas. No momento, podemos celebrar o fato de que esses resultados abriram oficialmente um novo caminho para os cientistas que exploram as maravilhas do espaço. Como Djannati-Ataï coloca, “A astronomia de pulsares TeV está nascendo!” Essa descoberta emocionante amplia nosso entendimento do cosmos e nos leva um passo mais perto de desvendar os mistérios que o universo ainda guarda.
Fonte:
https://phys.org/news/2023-10-scientists-highest-energy-gamma-rays-pulsar.html
