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Cientistas descobrem 'estrelas de nêutrons de rádio' com baixíssima rotação!

Isso vai contra todas as regras conhecidas! A estrela ASKAP J1935+2148 fará outras estrelas mortas se revirarem em seus túmulos.


Notícia

Por Robert Lea

Traduzido por Marco Centurion


Duas faces de uma "estrela morta": uma estrela de nêutrons à esquerda e uma anã branca à direita (Crédito da imagem: Carl Knox/OzGrav)

Astrônomos descobriram a estrela de nêutrons que emite ondas de rádio com a rotação mais lenta já vista. Ela leva quase uma hora para completar uma rotação completa. Isso pode parecer rápido, mas essas estrelas mortas são conhecidas por girarem tão rapidamente que algumas chegam a fazer 700 voltas completas a cada segundo. Mesmo as mais lentas das cerca de 3.000 estrelas de nêutrons que emitem rádio, ou "pulsars", descobertas até agora completam uma rotação em aproximadamente um segundo. No entanto, esta estrela de nêutrons ultra-lenta, designada ASKAP J1935+2148 e localizada a 16.000 anos-luz da Terra, está emitindo luz de rádio a uma taxa tão lenta que nem se encaixa nas teorias atuais que descrevem o comportamento desses remanescentes estelares densos.


"No estudo das estrelas de nêutrons que emitem rádio, estamos acostumados com extremos, mas esta descoberta de uma estrela compacta girando tão lentamente e ainda emitindo ondas de rádio foi inesperada. Está demonstrando que empurrar os limites do nosso espaço de pesquisa com esta nova geração de radiotelescópios revelará surpresas que desafiam nosso entendimento."

disse Ben Stappers, membro da equipe por trás da descoberta.



Estrelas de nêutrons envelhecem graciosamente


Estrelas de nêutrons como ASKAP J1935+2148 nascem quando estrelas massivas com cerca de oito a 10 vezes a massa do sol esgotam o conteúdo necessário para a fusão nuclear em seus núcleos. Isso encerra a pressão de radiação externa que, por milhões (às vezes bilhões) de anos, sustentou a estrela contra a pressão interna de sua própria gravidade. Uma vez que este fluxo de energia externa cessa, o núcleo da estrela colapsa, desencadeando uma explosão de supernova que expulsa suas camadas externas e a maior parte de sua massa. O resultado líquido é um remanescente estelar com entre uma e duas vezes a massa do sol comprimido a uma largura de apenas cerca de 20 quilômetros.


O impacto do nascimento dessas estrelas de nêutrons força os elétrons a se comprimirem nos prótons, criando um mar de nêutrons tão denso que, se uma colher de sopa do material desse objeto fosse trazida à Terra, pesaria tanto quanto 1 bilhão de toneladas — aproximadamente o mesmo peso do Monte Everest. Mas isso não é tudo. O colapso tem outra consequência extrema também. Assim como um patinador de gelo na Terra puxa os braços para aumentar a velocidade com que gira devido à conservação do momento angular, a rápida redução na largura de um núcleo estelar significa que exemplos jovens dessas estrelas mortas podem girar mais rápido do que as lâminas de um liquidificador.


Uma animação da NASA mostra o pulsar super-brilhante e super-jovem J1823-2021A, que é o pulsar mais brilhante e jovem já descoberto e possui um campo magnético poderoso. O pulsar gira cerca de 183,8 vezes por segundo (Crédito da imagem: NASA/GSFC)

Estrelas de nêutrons jovens também possuem alguns dos campos magnéticos mais fortes do universo conhecido, o que faz com que emitam ondas de rádio altamente colimadas de seus polos. À medida que essas estrelas de nêutrons giram, os feixes varrem o cosmos, tornando os pulsares quase semelhantes a faróis celestes. No entanto, à medida que as estrelas de nêutrons envelhecem, sua rotação diminui e elas não conseguem mais alimentar suas emissões de rádio semelhantes a faróis. É isso que torna ASKAP J1935+2148, primeiramente observada com o radiotelescópio ASKAP localizado no Observatório de Radioastronomia Murchison, na Austrália Ocidental, tão desafiadora de decifrar. A rotação lenta dessa estrela de nêutrons indica uma idade avançada, mas de alguma forma, ela ainda está emitindo ondas de rádio.


"É altamente incomum descobrir uma candidata a estrela de nêutrons emitindo pulsos de rádio dessa maneira. O fato de o sinal estar se repetindo em um ritmo tão lento é extraordinário O que é intrigante é como este objeto exibe três estados de emissão distintos, cada um com propriedades totalmente diferentes dos outros."

disse Manisha Caleb, líder da equipe do Instituto de Astronomia da Universidade de Sydney, em um comunicado.


A cientista comentou que as 64 antenas de rádio do radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, desempenharam um papel vital na distinção entre esses estados de emissão.


"Se os sinais não surgissem do mesmo ponto no céu, não acreditaríamos que fosse o mesmo objeto produzindo esses sinais diferentes"

continuou Caleb.


A equipe ainda tem perguntas prementes a responder sobre ASKAP J1935+2148, incluindo a possibilidade remota de que ela não seja uma estrela de nêutrons!


Ilustração mostra uma estrela de nêutrons/anã branca sobre o radiotelescópio ASKAP da CSIRO (Crédito da imagem: Carl Knox/OzGrav)

Ainda existe a chance de que ASKAP J1935+2148 possa, na verdade, ser uma anã branca, o tipo de cadáver estelar compacto deixado quando o núcleo de uma estrela menor, como o sol, morre. Para produzir um sinal do tipo observado usando os radiotelescópios ASKAP e MeerKAT, no entanto, essa anã branca isolada teria que possuir um campo magnético extraordinariamente forte. Tais objetos nunca foram vistos na região do espaço ocupada por ASKAP J1935+2148. Isso significa que essa explicação simplesmente não parece se encaixar nas emissões de ASKAP J1935+2148 tão bem quanto uma estrela de nêutrons de rotação lenta com campos magnéticos extremos. Porém, mais pesquisas serão necessárias para confirmar a verdadeira natureza de ASKAP J1935+2148 e determinar se ela é uma anã branca fora da lei ou uma estrela de nêutrons que quebra as regras. Qualquer que seja o resultado, os resultados desafiarão nossa compreensão das últimas etapas da evolução estelar.


"Pode até nos levar a reconsiderar nosso entendimento de décadas sobre estrelas de nêutrons ou anãs brancas, como elas emitem ondas de rádio e como são suas populações em nossa galáxia Via Láctea"

concluiu Caleb.


A pesquisa da equipe foi publicada na quarta-feira (5 de junho) na revista Nature Astronomy.


Artigo encontrado em space.com (originalmente publicado em 07/06/2024)

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