Astrónomos Descobrem Fonte de Rádio de Rotação Lenta Invulgar que “Não Devia Existir”

Impressão de artista do ASKAP J1839-0756. (James Josephides)

No fim do seu ciclo de vida, algumas das maiores estrelas explodem em supernovas maciças, deixando para trás núcleos densos chamados estrelas de neutrões. Estes remanescentes podem emitir fortes ondas de rádio a partir dos seus pólos magnéticos.

À medida que estas estrelas rodam, os seus feixes de rádio varrem a Terra, criando impulsos periódicos, tal como um farol cósmico. Estas estrelas são conhecidas como “pulsares”.

Os pulsares giram geralmente a velocidades incríveis, completando rotações completas em apenas alguns segundos, ou mesmo menos. No entanto, nos últimos anos, os astrónomos detectaram alguns objectos que emitem impulsos de rádio periódicos a intervalos muito mais lentos, o que desafia a nossa compreensão das estrelas de neutrões.

Um estudo recente revelou o farol cósmico mais lento até à data, com um período de rotação de 6,5 horas. Esta descoberta, publicada na revista Nature Astronomy, ultrapassa os limites do que os cientistas acreditavam ser possível.

Este “farol” lento está alinhado de tal forma que podemos observar impulsos de rádio de ambos os pólos magnéticos, um fenómeno nunca antes observado em objectos de rotação lenta, oferecendo novas perspectivas sobre o seu comportamento.

Um objeto que não deveria existir?

O objeto, denominado ASKAP J1839-0756, foi descoberto utilizando o radiotelescópio ASKAP da CSIRO, na Austrália Ocidental. Durante as observações de rotina, a fonte destacou-se por não corresponder a nenhum objeto conhecido na região. A sua emissão de rádio mostrou uma explosão de desvanecimento invulgar, com o seu brilho a diminuir 95% em apenas 15 minutos.

Inicialmente, os investigadores não faziam ideia de que a fonte estava a emitir impulsos periódicos, uma vez que só foi detectado um único impulso. Observações posteriores com o ASKAP, o Australia Telescope Compact Array, e o radiotelescópio MeerKAT acabaram por confirmar a presença de dois impulsos com um intervalo de 6,5 horas.

Mas aqui está a grande surpresa: A ASKAP J1839-0756 não deveria existir com base no que sabemos sobre estrelas de neutrões.

As estrelas de neutrões emitem impulsos de rádio ao converterem a sua energia rotacional em radiação, abrandando gradualmente ao longo do tempo. A teoria padrão prevê que quando a sua rotação abranda para cerca de uma rotação por minuto, deixam de emitir impulsos de rádio. No entanto, a ASKAP J1839-0756 está a desafiar isto, emitindo impulsos a um ritmo lento de uma rotação a cada 6,5 horas.

O pulso detectado pelo telescópio MeerKAT em duas frequências centrais diferentes é mostrado aqui. Os gráficos superiores mostram o brilho do impulso ao longo do tempo, enquanto os gráficos inferiores ilustram a frequência de observação ao longo do tempo, com as cores a representar os níveis de brilho. (Yu Wing Joshua Lee)

Uma história de dois pólos

A maioria dos pulsares, primos de rotação mais rápida do ASKAP J1839-0756, actuam como lanternas de um só lado. Os seus eixos rotacionais e magnéticos estão estreitamente alinhados, o que significa que só podemos observar impulsos de um pólo magnético.

No entanto, em cerca de 3% dos pulsares, os eixos são quase perpendiculares, permitindo-nos ver impulsos de ambos os pólos. Estes “interpulsos” fornecem informações valiosas sobre a estrutura e o campo magnético da estrela.

O comportamento dos eixos magnéticos e rotacionais à medida que os pulsares abrandam permanece um mistério. O interpulso do ASKAP J1839-0756 oferece pistas para esta questão ainda sem resposta. Cerca de 3,2 horas após o pulso principal, o objeto emite um pulso mais fraco e diferente, sugerindo que estamos a observar ondas de rádio do pólo magnético oposto.

O ASKAP J1839-0756 é o primeiro objeto de rotação lenta da sua classe a emitir interpulsos, levantando questões importantes sobre o funcionamento destes objectos.

Magnetar ou outra coisa qualquer?

O que alimenta este objeto invulgar? Uma possibilidade é que se trate de um magnetar – uma estrela de neutrões com um campo magnético incrivelmente forte. Os magnetares geram impulsos de rádio de forma diferente, o que pode permitir-lhes emitir impulsos mesmo com taxas de rotação mais lentas. Mas mesmo os magnetares têm limitações, com os seus períodos tipicamente medidos em segundos e não em horas.

A única exceção é o magnetar 1E 161348-5055, que tem um período de 6,67 horas, mas só emite raios X e não impulsos de rádio.

Poderá o ASKAP J1839-0756 ser outra coisa completamente diferente? Alguns astrónomos perguntam-se se não será uma anã branca – o remanescente de uma estrela menos maciça. As anãs brancas giram muito mais devagar do que as estrelas de neutrões, mas nunca se observaram anãs brancas isoladas a emitir impulsos de rádio. Além disso, nenhum outro comprimento de onda mostrou qualquer evidência de uma anã branca neste local.

Um Puzzle Cósmico

Seja o que for que o ASKAP J1839-0756 venha a ser, é evidente que este objeto desafia a nossa compreensão. A sua combinação de rotação lenta, impulsos de rádio e interpulsos está a forçar os astrónomos a reconsiderar os limites do comportamento das estrelas de neutrões e a explorar novas possibilidades.

A descoberta do ASKAP J1839-0756 serve para nos lembrar que o Universo nos surpreende muitas vezes, especialmente quando pensamos que o compreendemos completamente. À medida que continuamos a estudar este misterioso objeto, é provável que venhamos a descobrir mais segredos.

Leia o Artigo Original: Science Alert

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