22 de julho de 2010

O telescópio Fermi resolve mistério e descobre uma nova classe de pulsares

O telescópio espacial Fermi revelou a estrela de nêutrons na remanescente de supernova CTA-1. Crédito: NASA, S. Pineault (DRAO) {1}
A nebulosa remanescente de supernova CTA 1 tem sido estudada pelos astrônomos há tempos. Ela apresenta-se como resultante de uma explosão de uma estrela massiva como supernova há 10.000 anos atrás. Assim a CTA 1 é uma nebulosa em expansão, possui um jato de matéria e um ponto onde se esperava encontrar um pulsar de rádio (estrela de nêutrons em rotação que produz ondas de rádio). Mas até há pouco tempo não haviam sido detectados os pulsos de rádio. Agora o telescópio espacial Fermi (conhecido anteriomente como GLAST) recentemente lançado pela NASA resolveu o mistério. O Fermi descobriu que a estrela de nêutrons de CTA 1 está emitindo jatos de raios-gama que atingem a Terra três vezes por segundo. O pulsar gerado há cerca de 10.000 anos é o que restou de uma estrela massiva que explodiu como uma supernova ejetando cerca de 90% de sua matéria. Essa massa expulsa da estrela formou a nebulosa remanescente de supernova CTA 1 que está localizada aproximadamente 4.600 anos-luz de distância da Terra na constelação de Cepheus. O “farol de raios-gama” atinge a Terra precisamente a cada 316,86 milisegundos. A energia emitida por esse pulsar equivale a 1.000 vezes a energia gerada por nosso Sol.
Pulsares silenciosos?
Essa estranha fonte de energia é o primeiro objeto de uma classe que poderia se chamar “pulsares obscuros”. Essa nova classe conteria as estrelas de nêutrons em rotação que emitem pulsos de radiação somente em alta freqüência (ex. raios gama de alta energia).

Nuvens de partículas carregadas movem-se guiadas pelas linhas (em azul) do campo magnético da estrela de nêutrons em rotação e criam um jato de raios gama lembrando o facho de um gigantesco farol (em violeta) - Crédito da imagem: NASA

Os astrônomos têm catalogados atualmente quase 1.800 pulsares. Embora a maior parte deles tenha sido encontrada através dos pulsos em ondas de rádio, alguns deles também emitem jatos de energia em outras frequências como a luz-visível e raios-X. Excepcionalmente nesse novo pulsar em CTA 1 somente conseguimos detectar suas ondas com alta-energia de raios-gama. “Pensamos que a região que emite pulsos de raios gama é mais larga que a responsável pelos pulsos de radiação de baixa-energia”, conforme explicou Alicia Harding do time da NASA do Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Md. “O feixe de rádio provavelmente nunca é apontado na direção da Terra e assim nunca podemos vê-lo. Mas o feixe de raios-gama, mais largo, nos atinge.” Como conseqüência dessa descoberta os cientistas estimam que nossa galáxia deve ter muitos outros pulsares para o Fermi descobrir. Estudando as propriedades dos raios-gama dos pulsares obteremos pistas para entendermos a física das emissões de energia em estrelas de nêutrons. Na foto acima da nebulosa remanescente de supernova CTA 1 está indicada a posição desse pulsar.

Objetivos do Fermi

O Fermi foi lançado em Junho de 2008. Os objetivos da missão são:
1. Entender os mecanismos de aceleração de partículas no núcleos de galáxias ativas (AGNs), estrelas de nêutrons, e nebulosas remanescentes de supernovas (SNRs);
2. Mapear as emissões de raios-gama: caracterizar as fontes não-identificadas e emissões difusas;
3. Determinar o comportamento energético das explosões de raios-gama (GRBs) e fontes variáveis;
4. Sondar a existência da matéria escura e o estudar o Universo primordial.

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