{"id":2429,"date":"2019-09-24T05:41:04","date_gmt":"2019-09-24T05:41:04","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2429"},"modified":"2019-09-24T05:41:05","modified_gmt":"2019-09-24T05:41:05","slug":"pulsos-raios-gama-de-estrela-de-neutroes-que-gira-707-vezes-por-segundo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2019\/09\/24\/pulsos-raios-gama-de-estrela-de-neutroes-que-gira-707-vezes-por-segundo\/","title":{"rendered":"Pulsos raios gama de estrela de neutr\u00f5es que gira 707 vezes por segundo"},"content":{"rendered":"\n<p>Uma equipa internacional de investiga\u00e7\u00e3o liderada pelo Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional (Instituto Albert Einstein em Hannover) descobriu que o pulsar de r\u00e1dio J0952-0607 tamb\u00e9m emite radia\u00e7\u00e3o gama pulsada. J0952-0607 gira 707 vezes por segundo e \u00e9 o segundo na lista de estrelas de neutr\u00f5es de r\u00e1pida rota\u00e7\u00e3o. Atrav\u00e9s da an\u00e1lise de 8,5 anos de dados do Telesc\u00f3pio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, observa\u00e7\u00f5es de r\u00e1dio do LOFAR dos \u00faltimos dois anos, observa\u00e7\u00f5es de dois grandes telesc\u00f3pios \u00f3ticos, e dados de ondas gravitacionais dos detetores LIGO, a equipa usou uma abordagem variada para estudar em detalhe o sistema bin\u00e1rio do pulsar e da sua companheira leve. O estudo publicado na revista The Astrophysical Journal mostra que os sistemas pulsares extremos est\u00e3o escondidos nos cat\u00e1logos Fermi e motiva investiga\u00e7\u00f5es adicionais. Apesar de muito extensa, a an\u00e1lise tamb\u00e9m levanta novas quest\u00f5es n\u00e3o respondidas sobre este sistema.<\/p>\n\n\n\n<p>Os pulsares s\u00e3o os restos compactos de explos\u00f5es estelares que possuem fortes campos magn\u00e9ticos e que giram muito depressa. Emitem radia\u00e7\u00e3o como um farol c\u00f3smico e podem ser observados como pulsares de r\u00e1dio e\/ou pulsares de raios gama, dependendo da sua orienta\u00e7\u00e3o para a Terra.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.aei.mpg.de\/2385012\/original-1563803262.jpg?t=eyJ3aWR0aCI6NTQwLCJvYmpfaWQiOjIzODUwMTJ9--4ce2e969144155c61dc4eb9c945f3263f2ecdc89\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"540\" height=\"304\" src=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/original-1.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2430\" srcset=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/original-1.jpg 540w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/original-1-300x169.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 540px) 100vw, 540px\" \/><\/a><figcaption>Um pulsar e a sua pequena companheira estelar, vistas no seu plano orbital. A poderosa radia\u00e7\u00e3o e o &#8220;vento&#8221; pulsar &#8211; um fluxo de part\u00edculas altamente energ\u00e9ticas &#8211; aquecem fortemente o lado da estrela orientado na dire\u00e7\u00e3o do pulsar at\u00e9 temperaturas duas vezes mais altas do que a superf\u00edcie do Sol. O pulsar est\u00e1 a evaporar gradualmente a sua parceira, que enche o sistema com g\u00e1s ionizado e impede os astr\u00f3nomos de detetarem, na maior parte do tempo, o feixe r\u00e1dio do pulsar.<br>Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA\/Cruz deWilde<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>O pulsar mais r\u00e1pido fora dos enxames globulares<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>PSR J0952-0607 (o nome indica a posi\u00e7\u00e3o no c\u00e9u) foi descoberto pela primeira vez em 2017 por observa\u00e7\u00f5es de r\u00e1dio de uma fonte identificada pelo Telesc\u00f3pio Espacial de Raios Gama Fermi como possivelmente um pulsar. N\u00e3o foram detetadas pulsa\u00e7\u00f5es de raios gama nos dados do LAT (Large Area Telescope) a bordo do Fermi. Observa\u00e7\u00f5es com os radiotelesc\u00f3pios LOFAR identificaram uma fonte de r\u00e1dio pulsante e &#8211; juntamente com as observa\u00e7\u00f5es por telesc\u00f3pios \u00f3ticos &#8211; permitiram medir algumas propriedades do pulsar. Est\u00e1 a orbitar o centro de massa comum em 6,2 horas com uma estrela companheira que tem apenas 1\/50 da massa do nosso Sol. O pulsar gira 707 vezes por segundo e \u00e9, portanto, a mais r\u00e1pida rota\u00e7\u00e3o na nossa Gal\u00e1xia para l\u00e1 dos densos ambientes dos enxames globulares.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Procurando sinais extremamente fracos<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Usando estas informa\u00e7\u00f5es anteriores do sistema bin\u00e1rio, Lars Nieder, estudante de doutoramento no Instituto Albert Einstein em Hannover, decidiu verificar se o pulsar tamb\u00e9m emitia raios gama pulsados. &#8220;Esta investiga\u00e7\u00e3o \u00e9 extremamente desafiadora porque o Telesc\u00f3pio de Raios Gama Fermi apenas registou o equivalente a cerca de 200 raios gama oriundos do pulsar fraco nos seus 8,5 anos de observa\u00e7\u00f5es. Durante este per\u00edodo, o pr\u00f3prio pulsar girou 220 mil milh\u00f5es de vezes. Por outras palavras, apenas foi observado um raio gama a cada mil milh\u00f5es de rota\u00e7\u00f5es!&#8221;, explicou Nieder. &#8220;Para cada um destes raios gama, a pesquisa deve identificar exatamente quando e qual das rota\u00e7\u00f5es de 1,4 milissegundos o emitiu.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>Isto requer vasculhar os dados com uma resolu\u00e7\u00e3o muito fina para n\u00e3o perder nenhum sinal poss\u00edvel. O poder de computa\u00e7\u00e3o necess\u00e1rio \u00e9 enorme. A busca muito sens\u00edvel por pulsa\u00e7\u00f5es leves de raios gama levaria 24 anos a ser conclu\u00edda num \u00fanico n\u00facleo de computador. Ao usarem o complexo computacional do Instituto Albert Einstein em Hannover, terminaram em apenas 2 dias.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Uma estranha primeira dete\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;A nossa pesquisa encontrou um sinal, mas algo estava errado! O sinal era muito fraco e n\u00e3o estava exatamente onde deveria estar. A raz\u00e3o: a nossa dete\u00e7\u00e3o de raios gama de J0952-0607 havia revelado um erro de posi\u00e7\u00e3o nas observa\u00e7\u00f5es iniciais do telesc\u00f3pio \u00f3tico que us\u00e1mos para direcionar a nossa an\u00e1lise. A nossa descoberta das pulsa\u00e7\u00f5es de raios gama revelou este erro,&#8221; explica Nieder. &#8220;Este erro foi corrigido na publica\u00e7\u00e3o que relatou a descoberta do pulsar de r\u00e1dio. Uma nova e extensa pesquisa de raios gama fez uma descoberta bastante fraca &#8211; mas estatisticamente significativa &#8211; de pulsar de raios gama na posi\u00e7\u00e3o corrigida.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>Tendo descoberto e confirmado a exist\u00eancia da radia\u00e7\u00e3o gama pulsada do pulsar, a equipa voltou aos dados do Fermi e usou os 8,5 anos completos de agosto de 2008 a janeiro de 2017 para determinar os par\u00e2metros f\u00edsicos do pulsar e do seu sistema bin\u00e1rio. Dado que a radia\u00e7\u00e3o gama de J0952-0607 era muito fraca, tiveram que aprimorar o seu m\u00e9todo de an\u00e1lise desenvolvido anteriormente para incluir corretamente todas as inc\u00f3gnitas.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.aei.mpg.de\/2390978\/original-1564061538.png?t=eyJ3aWR0aCI6ODAwLCJoZWlnaHQiOjYwMCwib2JqX2lkIjoyMzkwOTc4fQ==--653402a34ae4b392fd359e1c0ccb72b6f28b53d9\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.aei.mpg.de\/2390978\/original-1564061538.png?t=eyJ3aWR0aCI6ODAwLCJoZWlnaHQiOjYwMCwib2JqX2lkIjoyMzkwOTc4fQ==--653402a34ae4b392fd359e1c0ccb72b6f28b53d9\" alt=\"\"\/><\/a><figcaption>O perfil do pulso (distribui\u00e7\u00e3o dos fot\u00f5es de raios gama durante uma rota\u00e7\u00e3o do pulsar) de J0952-0607 pode ser visto no topo. Em baixo est\u00e1 a correspondente distribui\u00e7\u00e3o dos fot\u00f5es individuais ao longo dos dez anos de observa\u00e7\u00f5es. A escala cinza mostra a probabilidade dos fot\u00f5es originais terem origem no pulsar. A partir de 2011 os fot\u00f5es alinham-se com as faixas que correspondem ao perfil de pulso. Isto mostra a dete\u00e7\u00e3o dos pulsos de raios gama, o que n\u00e3o foi poss\u00edvel antes de meados de 2011.<br>Cr\u00e9dito: L. Nieder\/Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Outra surpresa: sem pulsos gama at\u00e9 julho de 2011<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>A solu\u00e7\u00e3o derivada continha outra surpresa, porque era imposs\u00edvel detetar pulsos de raios gama da estrela de neutr\u00f5es nos dados anteriores a julho de 2011. A raz\u00e3o pela qual o pulsar parece apenas mostrar pulsos ap\u00f3s essa data \u00e9 desconhecida. As varia\u00e7\u00f5es na quantidade de raios gama emitidos podem ser uma raz\u00e3o, mas o pulsar \u00e9 t\u00e3o t\u00e9nue que n\u00e3o foi poss\u00edvel testar esta hip\u00f3tese com precis\u00e3o suficiente. Altera\u00e7\u00f5es na \u00f3rbita do pulsar, vistas em sistemas similares, tamb\u00e9m podem fornecer uma explica\u00e7\u00e3o, mas n\u00e3o havia sequer uma pista nos dados de que isso estava a acontecer.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Observa\u00e7\u00f5es \u00f3ticas levantam outras quest\u00f5es<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>A equipa tamb\u00e9m usou observa\u00e7\u00f5es com o NTT (New Technology Telescope) do ESO em La Silla e com o GTC (Gran Telescopio Canarias) em La Palma para examinar a estrela companheira do pulsar. Muito provavelmente tem bloqueio de mar\u00e9s em rela\u00e7\u00e3o ao pulsar, como a Lua em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 Terra, de modo que um lado est\u00e1 sempre virado para o pulsar e \u00e9 aquecido pela sua radia\u00e7\u00e3o. Embora a estrela companheira orbite o sistema de massa do bin\u00e1rio, o seu lado &#8220;diurno&#8221; mais quente e o seu lado &#8220;noturno&#8221; mais frio s\u00e3o vis\u00edveis da Terra e o brilho e a cor observada variam.<\/p>\n\n\n\n<p>Estas observa\u00e7\u00f5es criam outro enigma. Embora as observa\u00e7\u00f5es r\u00e1dio apontem para uma dist\u00e2ncia de aproximadamente 4400 anos-luz, as observa\u00e7\u00f5es \u00f3ticas implicam uma dist\u00e2ncia cerca de tr\u00eas vezes maior. Se o sistema estivesse relativamente pr\u00f3ximo da Terra, apresentaria uma companheira extremamente compacta e densa, nunca antes vista, enquanto as dist\u00e2ncias maiores s\u00e3o compat\u00edveis com as densidades de companheiras pulsares semelhantes conhecidas. Uma explica\u00e7\u00e3o para esta discrep\u00e2ncia pode ser a exist\u00eancia de ondas de choque no vento de part\u00edculas do pulsar, que podem levar a um aquecimento diferente da companheira. Mais observa\u00e7\u00f5es de raios gama com o LAT do Fermi devem ajudar a responder a esta pergunta.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>\u00c0 procura de ondas gravitacionais cont\u00ednuas<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Outro grupo de investigadores do Instituto Albert Einstein em Hannover procurou a emiss\u00e3o cont\u00ednua de ondas gravitacionais do pulsar usando dados da primeira (O1) e da segunda (O2) campanhas de observa\u00e7\u00e3o do LIGO. Os pulsares podem emitir ondas gravitacionais quando possuem pequenas &#8220;colinas&#8221; ou &#8220;incha\u00e7os&#8221; \u00e0 sua superf\u00edcie. A investiga\u00e7\u00e3o n\u00e3o detetou ondas gravitacionais, o que significa que a forma do pulsar deve estar muito pr\u00f3xima de uma esfera perfeita, com as maiores deforma\u00e7\u00f5es n\u00e3o excedendo fra\u00e7\u00f5es de um mil\u00edmetro.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Estrelas de neutr\u00f5es em r\u00e1pida rota\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>A compreens\u00e3o dos pulsares em r\u00e1pida rota\u00e7\u00e3o \u00e9 importante porque s\u00e3o sondas da f\u00edsica extrema. A rapidez com que as estrelas de neutr\u00f5es podem girar antes de se separarem devido \u00e0s for\u00e7as centr\u00edfugas \u00e9 desconhecida e depende de f\u00edsica nuclear desconhecida. Os pulsares de milissegundo como J0952-0607 giram t\u00e3o depressa porque foram acelerados pela acre\u00e7\u00e3o de mat\u00e9ria da sua companheira. Pensa-se que este processo enterre o campo magn\u00e9tico do pulsar. Com observa\u00e7\u00f5es de raios gama a longo prazo, a equipa de investiga\u00e7\u00e3o mostrou que J0952-0607 possui um dos dez campos magn\u00e9ticos mais baixos j\u00e1 medidos para um pulsar, consistente com as expetativas te\u00f3ricas.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Einstein@Home procura casos de estudo de f\u00edsica extrema<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Vamos continuar a estudar este sistema com observat\u00f3rios de raios gama, r\u00e1dio e \u00f3ticos, pois ainda h\u00e1 perguntas sem resposta. Esta descoberta tamb\u00e9m mostra mais uma vez que os sistemas pulsares extremos est\u00e3o escondidos no cat\u00e1logo LAT do Fermi,&#8221; diz o professor Bruce Allen, supervisor do doutoramento de Nieder e Diretor do Instituto Albert Einstein em Hannover. &#8220;Tamb\u00e9m estamos a utilizar o nosso projeto de computa\u00e7\u00e3o distribu\u00edda de ci\u00eancia cidad\u00e3, Einstein@Home, para procurar sistemas bin\u00e1rios com pulsares de raios gama noutras fontes do LAT do Fermi e estamos confiantes que vamos fazer mais descobertas empolgantes no futuro.&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.aei.mpg.de\/2384913\/pulsating-gamma-rays-from-neutron-star-rotating-707-times-a-second?page=1\" target=\"_blank\">\/\/ Instituto Albert Einstein em Hannover (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/dx.doi.org\/10.3847\/1538-4357\/ab357e\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1905.11352\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n<p><strong>Not\u00edcias relacionadas:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/earthsky.org\/space\/2nd-fastest-pulsar-j0952-0607-gamma-rays\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">EarthSky<\/a><br><a href=\"https:\/\/phys.org\/news\/2019-09-pulsating-gamma-rays-neutron-star.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">PHYSORG<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Pulsares:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Pulsar\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.atnf.csiro.au\/research\/pulsar\/psrcat\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Cat\u00e1logo ATNF de Pulsares<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Telesc\u00f3pio Espacial Fermi:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.nasa.gov\/mission_pages\/GLAST\/main\/index.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">NASA<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/GLAST_telescope\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>LOFAR:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.lofar.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina principal<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/LOFAR\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>LIGO:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/ligo.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina oficial<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.ligo.caltech.edu\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Caltech<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.advancedligo.mit.edu\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Advanced LIGO<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/LIGO\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>NTT (New Technology Telescope):<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.eso.org\/sci\/facilities\/lasilla\/telescopes\/ntt\/index.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ESO<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/New_Technology_Telescope\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>GTC (Gran Telescopio Canarias):<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.gtc.iac.es\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina principal<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Gran_Telescopio_Canarias\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uma equipa internacional de investiga\u00e7\u00e3o liderada pelo Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional (Instituto Albert Einstein em Hannover) descobriu que o pulsar de r\u00e1dio J0952-0607 tamb\u00e9m emite radia\u00e7\u00e3o gama pulsada. 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