Os astrofísicos estão
redesenhando a imagem dos pulsares, os restos densos e agitados de estrelas
explodidas, graças ao NICER ( Interior Composition Explorer ) da NASA, um
telescópio de raios X a bordo da Estação Espacial Internacional. Usando dados
NICER, os cientistas obtiveram as primeiras medições precisas e confiáveis,
tanto do tamanho de um pulsar quanto de sua massa, bem como o primeiro mapa de
pontos quentes em sua superfície.
O pulsar em questão, J0030
0451 ( abreviado para J0030 ), fica em uma região isolada do espaço a 1.100
anos - luz de distância na constelação de Peixes. Ao medir o peso e as proporções do pulsar, o
NICER revelou que as formas e a localização de “ pontos quentes ” de um milhão
de graus na superfície do pulsar são muito mais estranhas do que se pensa.
" Desde a sua posição na
estação espacial, o NICER está revolucionando nossa compreensão dos pulsares
", disse Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da sede da NASA em
Washington. No modelo mais simples, um pulsar possui um poderoso campo
magnético em forma de imã de barra doméstico. O campo é tão forte que rasga
partículas da superfície do pulsar e as acelera. Todo o pulsar brilha levemente
em raios - X, mas os pontos quentes são mais brilhantes.
Mas os novos estudos NICER do
J0030 mostram que os pulsares não são tão simples. Usando observações NICER de
julho de 2017 a dezembro de 2018, dois grupos de cientistas mapearam os pontos
quentes do J0030 usando métodos independentes e convergiram em resultados
semelhantes para sua massa e tamanho. Uma equipe liderada por Thomas Riley,
estudante de doutorado em astrofísica computacional, e sua supervisora Anna
Watts, professora de astrofísica da Universidade de Amsterdã, determinaram que
o pulsar tem cerca de 1,3 vezes a massa do Sol e 25,4 quilômetros de diâmetro.
Cole Miller, professor de
astronomia da Universidade de Maryland ( UMD ) que liderou a segunda equipe,
descobriu que o J0030 é cerca de 1,4 vezes a massa do Sol e um pouco maior, com
26 quilômetros de largura.
Um pulsar é tão denso que sua
gravidade distorce o espaço - tempo próximo - o " tecido " do
universo, conforme descrito pela teoria geral da relatividade de Einstein - da
mesma maneira que uma bola de boliche em um trampolim estica a superfície. O
espaço - tempo é tão distorcido que a luz do lado do pulsar voltado para nós é
" dobrada " e redirecionada para a nossa visão.
O NICER mede a chegada de
cada raio - X de um pulsar a mais de cem nanossegundos, uma precisão cerca de
20 vezes maior que a disponível anteriormente, para que os cientistas possam
tirar proveito desse efeito pela primeira vez. “ As incomparáveis medições de raios X do NICER nos permitiram fazer
os cálculos mais precisos e confiáveis do
tamanho de um pulsar até o momento, com uma incerteza de menos de 10% ”, disse
Miller.
“ Toda a equipe do NICER deu uma contribuição importante à física
fundamental que é impossível de ser investigada em laboratórios terrestres.
Nossa visão da Terra olha para o hemisfério norte de J0030. A realização de
suas análises no supercomputador nacional holandês Cartesius levou menos de um
mês - mas seria necessário cerca de 10 anos em um computador desktop moderno.
O grupo de Miller realizou
simulações semelhantes, mas com ovais de diferentes tamanhos e temperaturas, no
supercomputador Deepthought2 da UMD. O principal objetivo científico do NICER é
determinar com precisão as massas e tamanhos de vários pulsares.
" É notável e também
muito reconfortante que as duas equipes tenham atingido tamanhos, massas e
padrões de pontos de vista semelhantes para o J0030 usando diferentes
abordagens de modelagem ", disse Zaven Arzoumanian, líder científico do
NICER no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "
Isso nos diz que o NICER está no caminho certo para nos ajudar a responder a
uma pergunta duradoura na astrofísica : que forma a matéria assume nos núcleos
ultra - densos das estrelas de nêutrons ? "
O NICER é uma missão de
oportunidade astrofísica do programa Explorers da NASA, que oferece
oportunidades de voo frequentes para investigações científicas de classe
mundial a partir do espaço, utilizando abordagens de gerenciamento inovadoras,
simplificadas e eficientes nas áreas da ciência heliofísica e astrofísica. A
Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial da NASA apóia o componente SEXTANT
da missão, demonstrando a navegação de espaçonave baseada em pulsar.
Fonte: NASA
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