Pesquisadores da Universidade de Sydney e do CSIRO descobriram uma estrela de nêutrons que gira mais lentamente do que qualquer outra conhecida anteriormente, usando o radiotelescópio ASKAP. Esta descoberta desafia os modelos existentes do comportamento das estrelas de neutrões e pode remodelar a nossa compreensão da evolução estelar e das características destes densos remanescentes de supernovas. Crédito: SciTechDaily.com
A maioria das estrelas colapsadas giram totalmente em segundos. Este leva quase uma hora.
Cientistas australianos do Universidade de Sydney e a agência científica nacional da Austrália, CSIROdetectamos o que é provavelmente um Estrêla de Neutróns girando mais devagar do que qualquer outro já medido.
Nenhuma outra estrela de nêutrons emissora de rádio, das mais de 3.000 descobertas até agora, foi descoberta girando tão lentamente. Os resultados são publicados hoje (5 de junho) em Astronomia da Natureza.
O autor principal, Dr. Manisha Caleb, do Instituto de Astronomia da Universidade de Sydney, disse: “É altamente incomum descobrir uma candidata a estrela de nêutrons emitindo pulsações de rádio desta forma. O fato de o sinal estar se repetindo em um ritmo tão lento é extraordinário.”
Representação artística do radiotelescópio ASKAP do CSIRO com duas versões do misterioso objeto celestial: estrela de nêutrons ou anã branca? Crédito: Carl Knox/OzGrav
Desafios para os modelos astrofísicos atuais
Esta estrela de nêutrons incomum está emitindo luz de rádio a uma taxa que é muito lenta para se ajustar às descrições atuais do comportamento das estrelas de nêutrons de rádio. Isto fornece novos insights sobre os complexos ciclos de vida dos objetos estelares.
No final da sua vida, estrelas grandes com cerca de 10 vezes a massa do Sol consomem todo o seu combustível e explodem numa explosão espetacular que chamamos de supernova. O que resta é um remanescente estelar tão denso que 1,4 vezes a massa do nosso Sol está compactado numa bola com apenas 20 quilómetros de diâmetro.
A matéria é tão densa que os elétrons com carga negativa são esmagados em prótons com carga positiva e o que resta é um objeto feito de trilhões de partículas com carga neutra. Nasce uma estrela de nêutrons.
Dada a física extrema com que estas estrelas colapsam, as estrelas de neutrões normalmente giram a uma velocidade alucinante, demorando apenas alguns segundos ou mesmo frações de segundo para girarem completamente em torno do seu eixo.
Observações únicas com ASKAP
Agora, astrónomos da Universidade de Sydney e do CSIRO descobriram um objeto compacto que repete o seu sinal num período comparativamente lento de apenas uma hora.
A descoberta foi feita usando o radiotelescópio ASKAP da CSIRO em Wajarri Yamaji Country, na Austrália Ocidental.
O radiotelescópio ASKAP pode ver uma grande parte do céu de uma só vez, o que significa que pode capturar coisas que os investigadores nem sequer procuram. O cientista do CSIRO, Dr. Emil Lenc, co-autor principal do artigo, disse que não teriam encontrado este objeto estranho se não fosse pelo design exclusivo do ASKAP.
“Estávamos monitorando simultaneamente uma fonte de raios gama e buscando uma rápida explosão de rádio quando avistei esse objeto piscando lentamente nos dados. Três coisas muito diferentes em um campo de visão”, disse ele.
“O ASKAP é um dos melhores telescópios do mundo para este tipo de investigação, uma vez que varre constantemente grande parte do céu, o que nos permite detectar quaisquer anomalias.”
O mistério dos sinais de longo período
A origem de um sinal de período tão longo permanece um mistério profundo, embora dois tipos de estrelas sejam os principais suspeitos – anãs brancas e estrelas de nêutrons.
“O que é intrigante é como este objeto exibe três estados de emissão distintos, cada um com propriedades totalmente diferentes dos outros. O radiotelescópio MeerKAT na África do Sul desempenhou um papel crucial na distinção entre estes estados. Se os sinais não surgissem do mesmo ponto no céu, não teríamos acreditado que fosse o mesmo objeto produzindo esses sinais diferentes”, disse o Dr. Caleb.
Implicações teóricas e pesquisas futuras
Enquanto um isolado anã branca com um campo magnético extraordinariamente forte poderia produzir o sinal observado, é surpreendente que anãs brancas isoladas altamente magnéticas nunca tenham sido descobertas. Por outro lado, uma estrela de nêutrons com campos magnéticos extremos pode explicar com bastante elegância as emissões observadas.
Embora uma estrela de nêutrons de rotação lenta seja a explicação provável, os pesquisadores disseram que não podem descartar que o objeto faça parte de um sistema binário com uma estrela de nêutrons ou outra anã branca.
Explorando novas fronteiras na astrofísica
Mais pesquisas serão necessárias para confirmar se o objeto é uma estrela de nêutrons ou uma anã branca. De qualquer forma, fornecerá informações valiosas sobre a física desses objetos extremos.
“Pode até levar-nos a reconsiderar a nossa compreensão de décadas sobre estrelas de neutrões ou anãs brancas; como eles emitem ondas de rádio e como são suas populações em nosso via Láctea galáxia”, disse o Dr. Caleb.
A professora Tara Murphy, radioastrônoma líder e chefe da Escola de Física da Universidade de Sydney, disse: “Até o advento de nossos novos telescópios, o céu dinâmico do rádio tem sido relativamente inexplorado. Agora somos capazes de olhar profundamente e, muitas vezes, vemos todos os tipos de fenômenos incomuns. Esses eventos nos dão insights sobre como a física funciona em ambientes extremos.”
Referência: “Um transiente de comutação de estado de emissão com um período de 54 minutos” por Caleb, M. et al., 5 de junho de 2024, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02277-w
