Recentemente, uma equipe de astrônomos fez uma descoberta notável no coração da Via Láctea: dez novas estrelas mortas, conhecidas como “neutron stars” ou estrelas de nêutrons, foram identificadas em um aglomerado globular denso chamado Terzan 5. Estas estrelas de nêutrons, que são remanescentes de supernovas, apresentam características extremamente exóticas, sendo classificadas como “pulsars” devido à sua rápida rotação. A descoberta é particularmente significativa devido à variedade e peculiaridade desses pulsares, que incluem tipos raros como os “spider pulsars” e um possível novo recordista de velocidade de rotação.
O aglomerado globular Terzan 5, situado a aproximadamente 18.000 anos-luz da Terra, é uma das regiões mais densamente povoadas da Via Láctea, abrigando centenas de milhares de estrelas com idades variando entre 12 bilhões e 4,5 bilhões de anos. A densidade extrema deste aglomerado cria um ambiente propício para a formação de pulsares com características únicas e bizarras. Antes desta descoberta, os astrônomos já haviam identificado 39 pulsares em Terzan 5, tornando-o um dos locais mais ricos em pulsares conhecidos.
Os pulsares são estrelas de nêutrons que podem girar a velocidades impressionantes, chegando a completar até 700 rotações por segundo. Eles emitem feixes de radiação de seus polos magnéticos, que varrem o espaço como o feixe de um farol celestial. Esta emissão periódica de radiação é o que permite aos astrônomos detectar e estudar esses objetos fascinantes. A descoberta de dez novos pulsares em um único aglomerado não apenas aumenta o número total de pulsares conhecidos, mas também oferece uma oportunidade única para estudar a diversidade e evolução desses objetos em um ambiente denso e dinâmico.
Scott Ransom, cientista da National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory (NSF NRAO), destacou a raridade de encontrar novos pulsares exóticos e a excitação gerada pela ampla variedade de pulsares descobertos em Terzan 5. Esta descoberta foi possível graças ao uso combinado do Green Bank Telescope e do MeerKAT Telescope, que permitiram aos pesquisadores rastrear a localização e a rotação dessas estrelas de nêutrons com alta precisão.
A importância desta descoberta vai além da simples adição de novos membros ao catálogo de pulsares conhecidos. Ela oferece insights valiosos sobre os processos físicos que governam a formação e evolução das estrelas de nêutrons, especialmente em ambientes densos como os aglomerados globulares. Além disso, a presença de pulsares tão variados em um único aglomerado sugere que há muito mais a ser descoberto sobre a dinâmica e a história evolutiva dessas regiões estelares.
Os pulsares recentemente descobertos no aglomerado globular Terzan 5 apresentam uma diversidade impressionante de características, destacando-se não apenas pela sua quantidade, mas também pela variedade de suas peculiaridades. Entre os tipos de pulsares encontrados, destacam-se os pulsares comuns, os pulsares “aranha” e os pulsares de milissegundos, cada um com suas próprias propriedades e comportamentos únicos.
Os pulsares comuns são estrelas de nêutrons que giram rapidamente, emitindo feixes de radiação de seus polos magnéticos. Esses feixes varrem o espaço como um farol celestial, tornando os pulsares detectáveis quando seus feixes apontam para a Terra. No entanto, a descoberta em Terzan 5 inclui pulsares que vão além do comum, revelando uma complexidade fascinante.
Entre os pulsares descobertos, destacam-se os chamados “pulsares aranha”, que são classificados em duas categorias: “Redbacks” e “Black Widows”. Esses nomes evocativos derivam de seu comportamento predatório em relação às estrelas companheiras. Os “Redbacks” são pulsares que destroem estrelas companheiras com massas entre 10% e 50% da massa do Sol, utilizando uma “teia” de radiação de alta energia. Já os “Black Widows” atacam estrelas companheiras ainda menores, com menos de 5% da massa do Sol. Esse comportamento predatório resulta na erosão gradual das estrelas companheiras, que são consumidas pela intensa radiação dos pulsares aranha.
Outro destaque entre os pulsares descobertos são os pulsares de milissegundos. Esses objetos são notáveis por suas rotações extremamente rápidas, podendo girar centenas de vezes por segundo. A rotação acelerada desses pulsares é frequentemente atribuída à transferência de matéria de uma estrela companheira, que aumenta o momento angular do pulsar. Um exemplo notável é o pulsar de milissegundos que pode estabelecer um novo recorde de velocidade de rotação, superando os 716 rotações por segundo do atual recordista, PSR J1748−2446ad, que também se encontra em Terzan 5.
Essas descobertas não apenas ampliam nosso conhecimento sobre a diversidade de pulsares, mas também fornecem insights valiosos sobre os processos físicos que ocorrem em aglomerados globulares densamente povoados. A presença de pulsares aranha e de milissegundos em Terzan 5 sugere que a evolução estelar em tais ambientes pode produzir uma variedade de fenômenos exóticos, resultando em estrelas de nêutrons com características únicas e comportamentos extremos.
Em resumo, a descoberta desses pulsares em Terzan 5 revela uma coleção de “monstros” cósmicos que desafiam nossas expectativas e ampliam nossa compreensão sobre a complexidade e a diversidade do universo. Esses pulsares, com suas rotações rápidas e comportamentos predatórios, oferecem uma janela fascinante para os processos dinâmicos que moldam as estrelas de nêutrons e seus ambientes.
A descoberta dos novos pulsares no aglomerado globular Terzan 5 foi possível graças à utilização de dois telescópios de ponta: o Green Bank Telescope e o MeerKAT Telescope. Esses instrumentos desempenharam um papel crucial na identificação e caracterização dos pulsares, permitindo aos astrônomos observar e analisar esses objetos com uma precisão sem precedentes.
O Green Bank Telescope, localizado na Virgínia Ocidental, EUA, é o maior radiotelescópio totalmente orientável do mundo. Com um prato de 100 metros de diâmetro, ele é capaz de detectar sinais de rádio extremamente fracos provenientes de fontes distantes no universo. Já o MeerKAT Telescope, situado na África do Sul, é um dos radiotelescópios mais sensíveis do hemisfério sul, composto por uma rede de 64 antenas que trabalham em conjunto para formar um poderoso instrumento de observação.
A metodologia de observação envolveu a combinação de dados coletados por ambos os telescópios ao longo de um período de 20 anos. Os astrônomos rastrearam a localização dos pulsares e a cronometragem de suas rotações, utilizando o MeerKAT para obter medições detalhadas e o Green Bank Telescope para comparar essas informações com observações históricas de Terzan 5. Esse processo permitiu identificar as características peculiares dos novos pulsares, incluindo suas rápidas rotações e interações com estrelas companheiras.
Uma das técnicas utilizadas foi a análise de pulsos de rádio emitidos pelos pulsares. À medida que esses objetos giram, eles emitem feixes de radiação de seus polos magnéticos, que podem ser detectados como pulsos regulares de rádio. A frequência e a intensidade desses pulsos fornecem informações valiosas sobre a rotação e a estrutura interna dos pulsares. Além disso, a comparação de dados ao longo de duas décadas permitiu aos cientistas identificar mudanças sutis nas propriedades dos pulsares, revelando detalhes sobre sua evolução ao longo do tempo.
As observações de longo prazo foram essenciais para essa descoberta, pois permitiram aos astrônomos detectar variações na rotação dos pulsares e nas interações com suas estrelas companheiras. Essas variações podem ser indicativas de processos físicos complexos, como a transferência de massa entre estrelas em sistemas binários e a emissão de radiação de alta energia. A análise detalhada desses fenômenos pode fornecer insights importantes sobre a física dos pulsares e a dinâmica dos aglomerados globulares.
Em suma, a combinação de tecnologias avançadas, observações de longo prazo e técnicas de análise sofisticadas foi fundamental para a descoberta dos novos pulsares em Terzan 5. Esses achados não apenas ampliam nosso conhecimento sobre esses objetos exóticos, mas também abrem novas possibilidades para futuras pesquisas na área da astrofísica.
As recentes descobertas de pulsares no aglomerado globular Terzan 5 têm profundas implicações para a compreensão da física de estrelas de nêutrons e da dinâmica de aglomerados estelares densos. A identificação de pulsares de milissegundos, bem como de pulsares “aranha” como os Redbacks e Black Widows, oferece uma oportunidade única para estudar a evolução estelar em ambientes extremos. Esses pulsares, com suas rotações rápidas e interações violentas com estrelas companheiras, desafiam os modelos tradicionais de evolução estelar e exigem uma reavaliação das teorias existentes.
Uma das implicações mais significativas dessa descoberta é a possibilidade de entender melhor como os pulsares evoluem em aglomerados globulares. Aglomerados como Terzan 5 são ambientes densamente povoados, onde interações gravitacionais são frequentes e intensas. Essas interações podem levar à formação de sistemas binários exóticos e à aceleração da rotação dos pulsares. Estudar esses sistemas em detalhe pode revelar novos insights sobre a física de alta densidade e os processos de transferência de massa em sistemas binários.
Além disso, a descoberta de pulsares em Terzan 5 pode ter implicações para a busca por matéria escura. Pulsares de milissegundos, com suas rotações extremamente rápidas, são laboratórios naturais para testar teorias de física além do Modelo Padrão. As medições precisas dos períodos de rotação e das emissões de radiação desses pulsares podem fornecer pistas sobre a presença de partículas de matéria escura e outras formas de física exótica.
Os pesquisadores envolvidos na descoberta estão ansiosos para continuar suas investigações e esperam encontrar ainda mais pulsares exóticos em Terzan 5. Para isso, eles estão convocando a ajuda de cientistas cidadãos através do projeto Einstein@Home. Este projeto permite que qualquer pessoa com um computador possa contribuir para a pesquisa, utilizando o tempo ocioso de seus dispositivos para processar dados astronômicos. Até agora, o Einstein@Home já ajudou a descobrir 90 novos pulsares, e a equipe espera que essa colaboração continue a render frutos significativos.
Em conclusão, a descoberta desses “monstros” estelares em Terzan 5 não só amplia nosso conhecimento sobre pulsares e aglomerados globulares, mas também abre novas avenidas para pesquisas futuras. Com a ajuda de tecnologias avançadas e a colaboração de cientistas cidadãos, estamos à beira de novas e emocionantes descobertas que podem revolucionar nossa compreensão do universo. O estudo contínuo desses pulsares exóticos promete revelar mais segredos sobre a natureza das estrelas de nêutrons e os processos dinâmicos que ocorrem nos cantos mais densos e misteriosos da nossa galáxia.
Fonte:
https://www.space.com/pulsars-terzan-5-neutron-stars
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Artigo original:
spacetoday.com.br