Os pulsares – remanescentes de estrelas que giram rapidamente e que piscam como um farol – ocasionalmente mostram variações extremas de brilho. Os cientistas prevêem que essas pequenas explosões de brilho acontecem porque regiões densas de plasma interestelar (o gás quente entre as estrelas) espalham as ondas de rádio emitidas pelo pulsar. No entanto, ainda não sabemos de onde vêm as fontes de energia necessárias para formar e sustentar essas densas regiões de plasma. Para entender melhor essas formações interestelares, precisamos de observações mais detalhadas de sua estrutura em pequena escala, e um caminho promissor para isso está na cintilação, ou "cintilação", de pulsares.
Quando as ondas de rádio de um pulsar são espalhadas pelo plasma interestelar, as ondas separadas interferem e criam um padrão de interferência na Terra. À medida que a Terra, o pulsar e o plasma se movem um em relação ao outro, esse padrão é observado como variações de brilho no tempo e na frequência:o espectro dinâmico. Isso é cintilação. Graças à natureza pontual dos sinais de pulsar, a dispersão e a cintilação ocorrem em pequenas regiões do plasma. Seguindo o processamento de sinal especializado do espectro dinâmico, podemos observar características parabólicas impressionantes conhecidas como arcos de cintilação que estão relacionadas à imagem da radiação espalhada do pulsar no céu.

Um pulsar em particular, chamado J1603-7202, sofreu dispersão extrema em 2006, tornando-se um alvo interessante para examinar essas regiões densas de plasma. No entanto, a trajetória do pulsar ainda não foi determinada, pois orbita outra estrela compacta chamada anã branca em uma órbita de face, e os cientistas não têm métodos alternativos para medi-lo nessa situação. Felizmente, os arcos de cintilação servem a um duplo propósito:suas curvaturas estão relacionadas à velocidade do pulsar, bem como à distância do pulsar e do plasma. Como a velocidade do pulsar muda à medida que orbita depende da orientação da órbita no espaço. Portanto, no caso do pulsar J1603-7202, em nosso estudo recente calculamos as mudanças na curvatura dos arcos ao longo do tempo para determinar a orientação.

As medidas que obtivemos para a órbita de J1603-7202 são uma melhoria significativa em comparação com as análises anteriores. Isso demonstra a viabilidade da cintilação na suplementação de métodos alternativos. Medimos a distância até o plasma e mostramos que era cerca de três quartos da distância até o pulsar, da Terra. Isso não parece coincidir com as posições de quaisquer estrelas conhecidas ou nuvens de gás interestelar. Os estudos de cintilação pulsar geralmente exploram estruturas como essa, que de outra forma são invisíveis. A questão, portanto, permanece em aberto:qual é a fonte do plasma que espalha a radiação do pulsar?

Finalmente, usando nossa medição de órbita, podemos estimar a massa do companheiro orbital de J1603-7202, que é cerca de metade da massa do sol. Quando considerado ao lado da órbita altamente circular de J160-7202, isso implica que o companheiro é provavelmente um remanescente estelar composto de carbono e oxigênio – um achado mais raro em torno de um pulsar do que os remanescentes mais comuns baseados em hélio.

Como agora possuímos um modelo quase completo da órbita, agora é possível transformar observações de cintilação de J1603-7202 em imagens espalhadas no céu e mapear o plasma interestelar em escalas do sistema solar. A criação de imagens das estruturas físicas que causam a dispersão extrema das ondas de rádio pode nos dar uma melhor compreensão de como essas regiões densas se formam e do papel que o plasma interestelar desempenha na evolução das galáxias. + Explorar mais

Lente de plasma descoberta no pulsar da viúva negra