Pulsar Vela emana maior energia já registrada
A aproximadamente 1.000 anos-luz de distância de onde você está sentado, encontra-se uma estrela de nêutrons giratória e altamente magnetizada, tão densa que uma colher de chá dela equivale a algo como o peso do Monte Everest. É uma visão intensa, para dizer o mínimo, por isso os astrônomos naturalmente adoram estudá-la. Você talvez até já tenha ouvido o nome dela antes: o Pulsar Vela.
E na quinta-feira, dia 5 de outubro, os cientistas anunciaram que dados do Observatório High Energy Stereoscopic System (HESS) na Namíbia indicam que esse maravilhoso fenômeno cósmico acabou de se tornar um pouco mais maravilhoso. Parece que o Vela liberou a radiação de maior energia já vista vinda de um pulsar.
Especificamente, esse objeto parece ter emitido fótons de raios gama – que estão associados a comprimentos de onda que carregam a maior energia de todas as ondas do espectro eletromagnético – com pelo menos 20 teraelectronvolts (TeV), ou 20 trilhões de elétron-volts. (1 elétron-volt equivale à quantidade de energia que um único elétron ganha após ser acelerado por 1 volt de eletricidade.)
Para colocar isso em contexto, Arache Djannati-Ataï, líder da equipe de descoberta e cientista do Laboratório de Astropartículas e Cosmologia na França, diz que seriam necessários cerca de 2.000.000 de fótons típicos de erupções solares para criar um fóton de 20 TeV. “Comparado à luz visível”, disse Djannati-Ataï ao Space.com, “seriam necessários cerca de 2×10^13 fótons visíveis”.
Embora o Vela seja um pulsar bastante “normal”, com rotações ocorrendo 11 vezes por segundo, o pesquisador explica que ele é um objeto fundamental na astronomia porque está relativamente próximo de nós – cósmicamente falando.
“Alvejá-lo com nossos telescópios era quase obrigatório!”
Normalmente, espera-se que pulsares emitam radiação com energias abaixo de dezenas de gigaelectronvolts (GeV), quanto mais entrar na faixa extrema dos TeVs. (1 gigaelectronvolt equivale a 1 bilhão de elétron-volts).
Até mesmo o Vela, de acordo com a equipe, originalmente mostrava uma espécie de limite quando se trata de emissões de radiação – na verdade, embora algumas previsões teóricas tivessem sugerido que o Vela poderia emitir na faixa de TeV, ninguém suspeitava da impressionante figura de 20 TeV que os pesquisadores conseguiram observar.
“Nós havíamos procurado uma emissão pulsada do Vela em energias mais baixas”, disse Djannati-Ataï, “mas detectar fótons chegando a 20 TeV foi realmente uma surpresa.” O único outro pulsar já visto com emissões em nível de TeV é o Pulsar do Caranguejo, localizado a mais de 6.000 anos-luz da Terra – no entanto, mesmo este se limitou a cerca de 1 TeV.
E, finalmente, antes de discutirmos algumas das implicações dessa observação de alta energia, há mais uma descoberta intrigante sobre o Vela.
Arriscando uma simplificação, a equipe descobriu que os fótons altamente energéticos do Vela correspondiam a uma componente espectral previamente desconhecida de pulsares. O “espectro” de um pulsar se refere a um diagrama que representa todas as diferentes intensidades de luz e energias emitidas pelo objeto. (Isso não é exclusivo dos pulsares. Os cientistas podem estudar muitos espectros de entidades cósmicas desde que haja luz envolvida).
Essencialmente, com o espectro do Vela, a equipe observou um padrão de aumento acentuado e uma clara quebra entre as emissões de TeV e as emissões de níveis mais baixos. Isso significa que os fótons muito energéticos não poderiam ser uma continuação dos fótons de menor energia, como acontece no espectro do Pulsar do Caranguejo.
No que diz respeito às implicações disso para a astronomia em geral, bem, em primeiro lugar, isso nos diz muito sobre um dos objetos mais incríveis de nosso universo.
“Dentro do zoológico de objetos cósmicos, os pulsares são fantásticos”, disse Djannati-Ataï. “Eles são laboratórios cósmicos com características incríveis que não podemos alcançar, de longe, na Terra.”
Até a história de origem dos pulsares é bastante impressionante. Eles são os restos, cadáveres girantes de estrelas que uma vez morreram em uma explosão de supernova, são feitos quase completamente de nêutrons e emitem feixes de radiação que às vezes varrem nosso sistema solar. São essas varreduras, que ocorrem em intervalos de tempo regulares, que permitem aos cientistas mapear os espectros desses corpos.
Tamanha extrema é também a razão pela qual os cientistas estudam o espaço ao redor dos pulsares para testar alguns dos principais conceitos físicos, como Djannati-Ataï menciona ao chamá-los de “laboratórios cósmicos”. Mais notavelmente, os especialistas gostam de verificar se a teoria da relatividade geral de Albert Einstein se mantém ao redor dos pulsares, pois esses objetos estão entre as coisas mais gravitacionalmente intensas do universo – e a relatividade geral é uma explicação de tirar o fôlego para a própria gravidade. Até onde sabemos, isso se mantém.
Além disso, Djannati-Ataï diz que essas descobertas impõem limites rigorosos em nossa compreensão da fonte da radiação dos pulsares. Atualmente, os cientistas acreditam que a fonte seja elétrons em movimento rápido produzidos e acelerados na magnetosfera do pulsar, que então se deslocam em direção à periferia do objeto. No entanto, esse modelo não explica completamente as observações da equipe; outras coisas precisam acontecer para produzir emissões com energias tão altas quanto 20 TeV.
E embora os pesquisadores tenham algumas ideias, eles pretendem resolver completamente esse quebra-cabeça com observações futuras. Por enquanto, podemos apreciar como esses resultados abriram oficialmente um novo caminho para os cientistas que trabalham entre as estrelas.
Como Djannati-Ataï coloca, “A astronomia de pulsares de TeV está nascendo!”
Um estudo sobre esses resultados foi publicado em 5 de outubro na revista Nature Astronomy. [Space]
