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    O mistério dos pulsares de meio período

    O pulsar retratado aqui, que reside na galáxia Messier 82 a 12 milhões de anos-luz de distância, envia feixes de raios-X que passam pela Terra a cada 1,37 segundos. Os cientistas que estudam este objeto com NuSTAR pensaram originalmente que era um enorme buraco negro, mas seu pulso de raios-X revelou sua verdadeira identidade pulsar. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    Uma nova descoberta derrubou a visão amplamente aceita de que todos os pulsares são relógios de tique-taque ordenado do universo. Uma pesquisa feita no Observatório de Arecibo em Porto Rico descobriu por acaso dois pulsares extremamente estranhos que sofrem um "ato de desaparecimento cósmico". Às vezes eles estão lá, e então por longos períodos de tempo, eles não são.

    Reconhecer a existência desse estranho comportamento foi fortuito em si mesmo. Foi necessária muita paciência por parte de uma equipe de radioastrônomos do Jodrell Bank, no Reino Unido, liderada pelo professor Andrew Lyne, da Universidade de Manchester, para confirmar a existência desses pulsares quase invisíveis.

    Pulsares estão girando rapidamente, estrelas de nêutrons altamente magnetizadas. Eles têm cerca de 20 milhas de diâmetro com massas de cerca de 500, 000 Terras. A rotação envia partículas carregadas fluindo dos pólos magnéticos, fazendo com que feixes de ondas de rádio varram o céu - como os feixes de luz de um farol. Isso resulta em pulsos, que podem ser recebidos por radiotelescópios terrestres.

    Pulsares intermitentes são uma população raramente observada de pulsares, que têm dois estados - um quando pulsam como pulsares normais (o estado LIGADO), e outro quando eles misteriosamente deixam de funcionar, não produzindo ondas de rádio (o estado DESLIGADO). "Eles alternam instantaneamente entre os estados, "observa Lyne." Eles estão LIGADOS e depois vão embora, desaparecendo sem qualquer aviso aparente. "

    Uma equipe de estudo do pulsar de 34 membros, incluindo o Dr. Andrew Seymour, um pós-doutorado do USRA em Arecibo, usaram o receptor de 7 feixes para conduzir buscas de pulsar de rotina no que eles chamam de pesquisa PALFA (Pulsar Arecibo L-Band Feed Array). Os dois pulsares intermitentes recentemente descobertos passam a maior parte do tempo no estado DESLIGADO. Três outros pulsares semelhantes também são conhecidos, mas eles estão principalmente LIGADOS.

    Em setembro de 2012, descobriu-se que um desses novos objetos estava emitindo pulsos muito brilhantes, e foi rotulado como PSR J1929 + 1357. De 169 novos pulsares, as observações de acompanhamento de metade deles foram iniciadas em Jodrell Bank e este candidato foi confirmado como um pulsar em fevereiro de 2013 usando o telescópio Lovell de 250 pés na segunda tentativa. "Durante os 9 meses seguintes, foi observado nada menos que 650 vezes - 100 horas, "disse o professor Benjamin Stappers do Jodrell Bank Center for Astrophysics e um co-autor da publicação." Foi ON em apenas 5 ocasiões - apenas 0,8% do tempo. "

    A implicação mais importante dessa descoberta é que deve existir um número extremamente grande desses pulsares de ato de desaparecimento. A pesquisa PALFA, que visa uma seção da Via Láctea visível para o prato de Arecibo, cobre cada posição na pesquisa apenas uma vez. Provavelmente passou por mais de 130 pulsares semelhantes, mas este era o único que estava LIGADO no momento da observação. Além disso, se não fosse pelos primeiros sinais do Jodrell Bank, este pulsar poderia facilmente ter sido descartado como uma detecção falsa, provavelmente decorrente de interferência de radiofrequência. A equipe PALFA estima que haja cerca de 3, 000 desses pulsares intermitentes na área de pesquisa, muito maior do que a população de pulsares normais.

    "Esses pulsares que estão desaparecendo podem superar em muito os pulsares normais, "disse a Dra. Victoria Kaspi da Universidade McGill no Canadá e a principal investigadora do projeto PALFA." Na verdade, eles podem redefinir o que consideramos normal. "

    Por que esse comportamento estranho? Afinal, desde a descoberta do pulsar original em 1967, eles têm sido chamados de relógios cósmicos maravilhosamente precisos que marcam continuamente por milhões de anos com uma cadência que ultrapassa o tique-taque de nossos melhores relógios de laboratório. Mas esses pulsares intermitentes de longo prazo são em sua maioria invisíveis, o que é tão útil quanto ter o relógio na parede que fica escondido atrás de uma cortina na maior parte do tempo.

    "A explicação do comportamento ON-OFF permanece um enigma, "diz Seymour." Isso indica que o ambiente do pulsar está mudando, mas o que essas mudanças implicam está aberto ao debate. "

    Observações recentes desses pulsares estranhos sugerem que sua taxa de desaceleração rotacional quando DESLIGADO é apenas 80 por cento da taxa quando LIGADO. Uma propriedade dos pulsares "normais" é que sua frequência de pulso diminui muito gradualmente com o tempo. A equipe PALFA suspeita que o fluxo de partículas carregadas, que conduzem os feixes de rádio que emanam do pulsar, também faz com que o pulsar diminua mais rapidamente. Quando DESLIGADO, esse fluxo de partículas falha por algum motivo e a taxa de spin down é reduzida. Mas, como Seymour observa, ainda não há acordo na comunidade do pulsar quanto ao mecanismo ON-OFF.

    A variação da taxa de rotação é inferida pelo cálculo de quantas batidas foram perdidas durante as fases invisíveis do pulsar.

    Pesquisas PALFA estão em andamento, e ninguém pode prever se e quando mais exemplos desse novo fenômeno fascinante serão encontrados. Capturar outro pulsar intermitente em seu modo ON é uma chance. Existe outro candidato pronto para revelar seus segredos, ou ficará para sempre escondido nas sombras desconhecidas do espaço?

    Lyne espera que as medições de acompanhamento do PSR J1929 + 1357 forneçam uma visão rara da física do mecanismo de emissão do pulsar e do fenômeno de rotação decrescente.


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