{"id":4066,"date":"2021-04-13T05:35:29","date_gmt":"2021-04-13T05:35:29","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=4066"},"modified":"2021-04-13T05:35:41","modified_gmt":"2021-04-13T05:35:41","slug":"nicer-descobre-surtos-de-raios-x-nos-pulsos-de-radio-do-pulsar-da-nebulosa-do-caranguejo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2021\/04\/13\/nicer-descobre-surtos-de-raios-x-nos-pulsos-de-radio-do-pulsar-da-nebulosa-do-caranguejo\/","title":{"rendered":"NICER descobre surtos de raios-X nos pulsos de r\u00e1dio do pulsar da Nebulosa do Caranguejo"},"content":{"rendered":"\n

Uma colabora\u00e7\u00e3o cient\u00edfica global usando dados do telesc\u00f3pio NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) da NASA a bordo da Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional descobriu surtos de raios-X que acompanham as explos\u00f5es de r\u00e1dio do pulsar situado na Nebulosa do Caranguejo. A descoberta mostra que estes surtos, chamados pulsos gigantes de r\u00e1dio, libertam muito mais energia do que se suspeitava anteriormente.<\/p>\n\n\n\n

Um pulsar \u00e9 um tipo de estrela de neutr\u00f5es que gira rapidamente, o n\u00facleo esmagado – do tamanho de uma cidade – de uma estrela que explodiu como uma supernova. Uma estrela de neutr\u00f5es jovem e isolada pode girar dezenas de vezes por segundo, e o seu campo magn\u00e9tico circundante alimenta feixes de ondas de r\u00e1dio, luz vis\u00edvel, raios-X e raios-gama. Se estes feixes passarem pela perspetiva da Terra, os astr\u00f3nomos observam pulsos de emiss\u00e3o semelhantes aos de um rel\u00f3gio e classificam o objeto como um pulsar.<\/p>\n\n\n\n

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A Nebulosa do Caranguejo, uma nuvem de detritos em expans\u00e3o com seis anos-luz de di\u00e2metro, de uma explos\u00e3o de supernova, alberga uma estrela de neutr\u00f5es que gira 30 vezes por segundo e est\u00e1 entre os pulsares mais brilhantes do c\u00e9u em raios-X e no r\u00e1dio. Esta composi\u00e7\u00e3o de imagens pelo Telesc\u00f3pio Espacial Hubble revela gases diferentes expelidos na explos\u00e3o: o azul revela o oxig\u00e9nio neutro, o verde mostra o enxofre ionizado e o vermelho indica o oxig\u00e9nio duplamente ionizado.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, J. Hester e A. Loll (Universidade Estatal do Arizona)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

“Dos mais de 2800 pulsares catalogados, o pulsar da Nebulosa do Caranguejo \u00e9 um dos poucos que emite pulsos gigantes de r\u00e1dio, que ocorrem esporadicamente e podem ser centenas a milhares de vezes mais brilhantes do que os pulsos regulares,” disse o cientista Teruaki Enoto do RIKEN em Wako, prefeitura de Saitama, Jap\u00e3o. “Ap\u00f3s d\u00e9cadas de observa\u00e7\u00f5es, apenas o pulsar da Nebulosa do Caranguejo demonstrou aumentar os seus pulsos gigantes de r\u00e1dio com emiss\u00e3o de outras partes do espectro.”<\/p>\n\n\n\n

O novo estudo, publicado na edi\u00e7\u00e3o de 9 de abril da revista Science e tamb\u00e9m dispon\u00edvel online, analisou a maior quantidade de dados simult\u00e2neos de raios-X e r\u00e1dio j\u00e1 recolhidos de um pulsar. O estudo estende por um fator de milhares a faixa de energia observada associada a este fen\u00f3meno.<\/p>\n\n\n\n

Localizado a cerca de 6500 anos-luz de dist\u00e2ncia na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Touro, a Nebulosa do Caranguejo e o seu pulsar formaram-se numa supernova cuja luz atingiu a Terra em julho de 1054. A estrela de neutr\u00f5es gira 30 vezes por segundo, e em comprimentos de onda de raios-X e r\u00e1dio est\u00e1 entre os pulsares mais brilhantes do c\u00e9u.<\/p>\n\n\n\n

Entre agosto de 2017 e agosto de 2019, Enoto e colegas usaram o NICER para observar repetidamente o pulsar da Nebulosa do Caranguejo em raios-X a energias de at\u00e9 10.000 eletr\u00f5es-volt, ou milhares de vezes a energia da luz vis\u00edvel. Enquanto o NICER observava, a equipa tamb\u00e9m estudava o objeto usando pelo menos um de dois radiotelesc\u00f3pios terrestres no Jap\u00e3o – a antena de 34 metros do Centro Espacial Kashima e a antena de 64 metros do Centro Espacial Usuda da JAXA (a ag\u00eancia espacial japonesa), ambos operando na frequ\u00eancia de 2 gigahertz.<\/p>\n\n\n\n

O conjunto de dados combinado deu efetivamente aos investigadores quase dia e meio de cobertura simult\u00e2nea de raios-X e r\u00e1dio. Ao todo, capturaram atividade durante 3,7 milh\u00f5es de rota\u00e7\u00f5es do pulsar e cerca de 26.000 pulsos gigantes de r\u00e1dio.<\/p>\n\n\n\n

Os pulsos gigantes explodem rapidamente, atingindo milion\u00e9simos de segundo, e ocorrem de forma imprevis\u00edvel. No entanto, quando ocorrem, coincidem com as pulsa\u00e7\u00f5es regulares tipo-rel\u00f3gio do pulsar.<\/p>\n\n\n\n

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Entre 2017 e 2019, o NICER da NASA e radiotelesc\u00f3pios no Jap\u00e3o estudaram o pulsar da Nebulosa do Caranguejo ao mesmo tempo. Nesta visualiza\u00e7\u00e3o, que representa apenas 13 minutos das observa\u00e7\u00f5es do NICER, s\u00e3o apresentados milh\u00f5es de raios-X em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 fase rotacional do pulsar, centrada na emiss\u00e3o r\u00e1dio mais forte. Para efeitos de clareza, s\u00e3o mostradas duas rota\u00e7\u00f5es completas. \u00c0 medida que os feixes do pulsar varre a linha de vis\u00e3o, produzem dois picos para cada rota\u00e7\u00e3o, o mais brilhante associado com maiores n\u00fameros de de pulsos gigantes de r\u00e1dio. Pela primeira vez, os dados do NICER mostram um ligeiro aumento na emiss\u00e3o de raios-X associada a estes eventos.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA\/Enoto et al., 2021<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

O NICER regista o tempo de chegada de cada raio-X e deteta-o at\u00e9 uma precis\u00e3o de 100 nanossegundos, mas o rigor cronom\u00e9trico do telesc\u00f3pio n\u00e3o \u00e9 a sua \u00fanica vantagem para este estudo.<\/p>\n\n\n\n

“A capacidade do NICER em observar fontes brilhantes de raios-X \u00e9 quase quatro vezes maior do que o brilho combinado do pulsar e da sua nebulosa,” disse Zaven Arzoumanian, l\u00edder cient\u00edfico do projeto no Centro Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “Portanto, estas observa\u00e7\u00f5es n\u00e3o foram afetadas em grande parte pela acumula\u00e7\u00e3o – onde um detetor conta dois ou mais raios-X como um \u00fanico evento – e outros problemas que complicaram as an\u00e1lises anteriores.”<\/p>\n\n\n\n

A equipa de Enoto combinou todos os dados de raios-X que coincidiam com os pulsos gigantes de r\u00e1dio, revelando um aumento de raios-X de cerca de 4% que ocorreu em sincronia com eles. \u00c9 notavelmente semelhante ao aumento de 3% na luz vis\u00edvel tamb\u00e9m associada ao fen\u00f3meno, descoberto em 2003. Em compara\u00e7\u00e3o com a diferen\u00e7a de brilho entre os pulsares regulares do Caranguejo e os gigantes, estas mudan\u00e7as s\u00e3o notavelmente pequenas e representam um desafio que os modelos te\u00f3ricos t\u00eam de explicar.<\/p>\n\n\n\n

Assim sendo, sugere-se que os pulsos gigantes s\u00e3o uma manifesta\u00e7\u00e3o de processos subjacentes que produzem emiss\u00f5es que abrangem o espetro eletromagn\u00e9tico, do r\u00e1dio aos raios-X. E como os raios-X t\u00eam milh\u00f5es de vezes a “for\u00e7a” das ondas de r\u00e1dio, mesmo um aumento modesto representa uma grande contribui\u00e7\u00e3o de energia. Os investigadores conclu\u00edram que a energia total emitida associada a um pulso gigante \u00e9 dezenas a centenas de vezes maior do que a estimada anteriormente apenas a partir de dados no r\u00e1dio e no vis\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

“Ainda n\u00e3o entendemos como ou onde os pulsares produzem a sua emiss\u00e3o complexa e abrangente, e \u00e9 gratificante ter contribu\u00eddo com outra pe\u00e7a do puzzle de v\u00e1rios comprimentos de onda destes objetos fascinantes,” conclui Enoto.<\/p>\n\n\n\n

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