Este conceito de artista mostra os dois jatos de um pulsar. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA
Um pouco de "sujeira" nos dados científicos há 50 anos levou à descoberta dos pulsares - corpos estelares densos girando rapidamente que parecem pulsar na Terra.
A astrônoma Jocelyn Bell fez a descoberta casual usando um vasto radiotelescópio em Cambridge, Inglaterra. Embora tenha sido construído para medir as oscilações de brilho aleatórias de uma categoria diferente de objetos celestes chamados quasares, o telescópio de 4,5 acres produziu marcações inesperadas no gravador de dados de papel de Bell a cada 1,33730 segundos. Os traços de caneta representando o brilho do rádio revelaram um fenômeno incomum.
"Os pulsos eram tão regulares, tanto como um relógio tiquetaqueando, que Bell e seu supervisor Anthony Hewish não podiam acreditar que era um fenômeno natural, "disse Zaven Arzoumanian do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Assim que encontraram um segundo, terceiro e quarto eles começaram a pensar de forma diferente. "
Os objetos estelares incomuns foram previstos anteriormente, mas nunca observados. Hoje, os cientistas sabem de mais de 2, 000 pulsares. Essas estrelas de nêutrons "faróis" em rotação começam suas vidas como estrelas com cerca de sete a 20 vezes a massa do nosso sol. Alguns são encontrados girando centenas de vezes por segundo, mais rápido do que as lâminas de um liquidificador doméstico, e eles possuem campos magnéticos extremamente fortes.
As estrelas de nêutrons mais conhecidas são observadas como pulsares, emitindo estreito, varredura de feixes de radiação. Eles comprimem até duas massas solares em um volume do tamanho de uma cidade, esmagando a matéria para as densidades estáveis mais altas possíveis. Para explorar esses estados exóticos da matéria, O NICER mede as emissões de raios-X nas superfícies das estrelas de nêutrons conforme elas giram, em última análise, confrontando as previsões da teoria da física nuclear. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA
Os avanços da tecnologia no último meio século permitiram que os cientistas estudassem esses objetos estelares compactos do espaço usando diferentes comprimentos de onda de luz, especialmente aquelas com muito mais energia do que as ondas de rádio recebidas pelo telescópio de Cambridge. Várias missões atuais da NASA continuam a estudar esses faróis naturais.
O explorador de composição de interiores estrela de nêutrons, ou NICER, é a primeira missão da NASA dedicada ao estudo de pulsares. Em uma homenagem ao aniversário da descoberta de Bell, NICER observou o famoso primeiro pulsar, conhecido hoje como PSR B1919 + 21.
O NICER foi lançado na Estação Espacial Internacional no início de junho e iniciou as operações científicas no mês passado. Suas observações de raios-X - a parte do espectro eletromagnético em que essas estrelas irradiam tanto de suas superfícies sólidas de um milhão de graus quanto de seus fortes campos magnéticos - revelarão como as forças fundamentais da natureza se comportam dentro dos núcleos desses objetos, um ambiente que não existe e não pode ser reproduzido em nenhum outro lugar. "O que há dentro de um pulsar?" é uma das muitas questões de astrofísica de longa data sobre esses ultradensos, girando rápido, objetos poderosamente magnéticos.
O "material" dos pulsares é uma coleção de partículas familiares aos cientistas de mais de um século de estudos de laboratório na Terra - nêutrons, prótons, elétrons, e talvez até mesmo seus próprios constituintes, chamados quarks. Contudo, sob tais condições extremas de pressão e densidade, seu comportamento e interações não são bem compreendidos. Novo, medições precisas, especialmente os tamanhos e massas dos pulsares são necessários para definir teorias.
O NICER está atualmente instalado na Estação Espacial Internacional. Esta animação giratória da carga útil indica as localizações da câmera rastreadora de estrela do NICER, eletrônicos, mecanismo de fixação da estação espacial, 56 protetores solares, apontar atuadores e retrair / implantar o atuador. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA
"Muitos modelos de física nuclear foram desenvolvidos para explicar como a composição das estrelas de nêutrons, com base nos dados disponíveis e nas restrições que eles fornecem, "disse Keith Gendreau de Goddard, o investigador principal do NICER. "Sensibilidade do NICER, A resolução de energia de raios-X e a resolução de tempo irão melhorar estes, medindo com mais precisão seus raios, a uma ordem de magnitude de melhoria em relação ao estado da arte hoje. "
A missão também abrirá o caminho para a exploração espacial futura, ajudando a desenvolver uma capacidade semelhante a um Sistema de Posicionamento Global para a galáxia. O Station Explorer incorporado para tecnologia de sincronização e navegação de raios-X, ou SEXTANT, a demonstração usará as observações de raios-X do NICER de sinais de pulsar para determinar a posição exata do NICER em órbita.
"Você pode cronometrar as pulsações dos pulsares distribuídos em muitas direções ao redor de uma espaçonave para descobrir onde o veículo está e navegar em qualquer lugar, "disse Arzoumanian, que também é o líder científico do NICER. "É exatamente assim que funciona o sistema GPS na Terra, com relógios precisos voados em satélites em órbita. "
Os cientistas testaram este método usando simulações de computador e de laboratório. SEXTANT irá demonstrar a navegação baseada em pulsar pela primeira vez no espaço.
NICER-SEXTANT é a primeira missão astrofísica dedicada ao estudo de pulsares, 50 anos após sua descoberta. "Acho que vai render muito mais descobertas científicas do que podemos antecipar agora, "disse Gendreau.
