Os pulsares são estrelas de nêutrons em rotação rápida e, às vezes, aumentam abruptamente sua taxa de rotação. Essa mudança repentina da taxa de giro é chamada de "falha" e eu fazia parte de uma equipe que gravou um acontecimento no Vela Pulsar, com os resultados publicados hoje na Nature.

Aproximadamente 5 a 6% dos pulsares apresentam falhas. O pulsar Vela é talvez o mais famoso - um objeto muito meridional que gira cerca de 11,2 vezes por segundo e foi descoberto por cientistas na Austrália em 1968.

É 1, 000 anos-luz de distância, sua supernova ocorreu por volta de 11, 000 anos atrás e aproximadamente uma vez a cada três anos, esse pulsar de repente acelera sua rotação.

Essas falhas são imprevisíveis, e um nunca foi observado com um radiotelescópio grande o suficiente para ver os pulsos individuais.

Para entender qual pode ser a falha, primeiro precisamos entender o que faz um pulsar.

Estrelas em colapso

No final da vida de uma estrela típica, uma de três coisas pode acontecer.

Uma pequena estrela, semelhante ao tamanho do nosso Sol, irá expirar silenciosamente como um incêndio se apagando.

Se a estrela for suficientemente grande, uma supernova ocorrerá. Após esta explosão massiva, os restos mortais entrarão em colapso. Se o objeto for suficientemente grande, sua velocidade de escape será maior do que a velocidade da luz, e um buraco negro será formado.

Mas se tivermos uma estrela do tamanho de Cachinhos Dourados que é grande o suficiente para se tornar uma supernova, mas pequeno o suficiente para não ser um buraco negro, temos uma estrela de nêutrons.

A gravidade é tão forte que os elétrons que orbitam o átomo são forçados a entrar no núcleo. Eles se combinam com prótons no núcleo para formar nêutrons.

Estima-se que esses objetos tenham uma massa de cerca de 1,4 vezes a massa do nosso Sol, e um diâmetro de 20km. A densidade é tal que uma xícara cheia desse material pesaria tanto quanto o Monte Everest.

Eles também giram muito rapidamente (e diminuem gradualmente ao longo do tempo), além de terem um campo magnético massivo, três trilhões de vezes o da Terra. A radiação eletromagnética emite de ambas as extremidades deste imã giratório enorme.

Agora, se um dos pólos deste ímã giratório passar pela Terra, vemos um breve "flash" nas ondas de rádio (e também em outras frequências) a cada rotação. Isso é chamado de pulsar.

A busca por uma 'falha'

Em 2014, comecei uma campanha séria de observação com o radiotelescópio de 26 metros da Universidade da Tasmânia, no Observatório Mount Pleasant, com o objetivo de capturar a falha do Vela Pulsar ao vivo em ação.

Coletei dados a uma taxa de 640 MB para cada arquivo de 10 segundos, por 19 horas por dia, na maioria dos dias ao longo de quase quatro anos. Isso resultou em mais de 3 PB de dados (1 petabyte é um milhão de gigabytes) que foram coletados, processados ​​e analisados.

Em 12 de dezembro, 2016, aproximadamente às 21h36 da noite, meu telefone toca com uma mensagem de texto me informando que Vela teve uma falha. O processo automatizado que configurei não era totalmente confiável - sabia-se que a interferência de radiofrequência (RFI) causava um erro.

Então, ceticamente eu entrei, e executei o teste novamente. Foi genuíno! A emoção era incrível e fiquei acordado a noite toda analisando os dados.

O que veio à tona foi surpreendente e não o esperado. Assim que a falha ocorreu, o pulsar perdeu uma batida. Não pulsou.

O pulso antes desse "nulo" era amplo e estranho. Nada como eu já tinha visto ou ouvido falar antes.

Os dois pulsos a seguir revelaram não ter polarização linear, o que também era inédito para Vela. Isso significa que a falha afetou o forte ímã que impulsiona a emissão que vem do pulsar.

Seguindo o nulo, um trem de 21 pulsos chegou cedo e a variação em seus tempos era muito menor do que o normal - também muito estranho.

A falha explicou, tipo de

Então, o que causa falhas? A hipótese mais bem sustentada é que a estrela de nêutrons tem uma crosta dura e um núcleo superfluido. A crosta externa é o que desacelera, enquanto o núcleo superfluido gira separadamente e não diminui a velocidade.

Esta é uma explicação muito simplificada. O que realmente acontece é bastante complexo e envolve vórtices superfluidos microscópicos que se desprendem da estrutura da crosta.

Após cerca de três anos, a diferença de rotação entre o núcleo e a crosta torna-se muito grande e o núcleo "agarra" a crosta e a acelera. Os dados parecem mostrar que demorou cerca de cinco segundos para que essa aceleração ocorresse. Isso está na extremidade mais rápida da escala que os teóricos previram.

Todas essas e outras informações podem nos ajudar a entender o que é chamado de "equação de estado" - como a matéria se comporta em diferentes temperaturas e pressões - em um laboratório que simplesmente não podemos criar aqui na Terra.

Também nos dá, pela primeira vez, um vislumbre do funcionamento interno de uma estrela de nêutrons.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.