Novo pulsar de milissegundos detectado com FAST

Usando o radiotelescópio esférico de abertura de quinhentos metros (FAST), uma equipe de astrônomos chineses detectou um novo pulsar de milissegundos no aglomerado globular Messier 53. A descoberta é relatada em um artigo de pesquisa publicado em 16 de junho no servidor de pré-impressão arXiv. 

Perfil de pulso integrado do pulsar recém-descoberto PSR J1312+1810E (M53E). Crédito: Lian et al., 2023.

Os pulsares são estrelas de nêutrons altamente magnetizadas, em rotação, emitindo um feixe de radiação eletromagnética. Os pulsares de rotação mais rápida, com períodos de rotação inferiores a 30 milissegundos, são conhecidos como pulsares de milissegundos (MSPs). 

Os astrônomos supõem que eles são formados em sistemas binários quando o componente inicialmente mais massivo se transforma em uma estrela de nêutrons que é então girada devido à acreção de matéria da estrela secundária.

Aglomerados globulares (GCs) são coleções de estrelas fortemente ligadas orbitando galáxias. Eles têm ambientes estelares extraordinariamente densos, tornando-os excelentes lugares para formar sistemas binários de raios X de pulsares de milissegundos.

Localizado a cerca de 58.350 anos-luz de distância, Messier 53 (também conhecido como M53 ou NGC 5024) é até agora o GC mais distante com pulsares conhecidos. O aglomerado tem cerca de 12,67 bilhões de anos, tem uma massa de aproximadamente 826.000 massas solares e uma metalicidade de -2,1, o que o torna um dos GCs mais pobres em metais da Via Láctea. Até o momento, quatro pulsares foram detectados em Messier 53, e três deles acabaram sendo MSPs.

Agora, um grupo de astrônomos liderados por Yujie Lian, da Universidade Normal de Pequim, na China, relata a descoberta de outro MSP neste aglomerado. A detecção foi feita utilizando o feixe central do receptor de banda L de 19 feixes FAST.

"A observação de rastreamento do M53 foi iniciada em 30 de novembro de 2019, como a pesquisa piloto para o levantamento pulsar FAST GC e o projeto SP2 4 (Pan et al. 2021)", escreveram os pesquisadores no artigo.

O pulsar recém-descoberto recebeu a designação PSR J1312+1810E (ou M53E). Tem um período de rotação de cerca de 3,97 milissegundos e medida de dispersão de aproximadamente 25,88 pc/cm3. O período orbital do M53E foi de 2,43 dias.

O objeto companheiro no sistema é provavelmente uma anã branca com uma massa estimada de pelo menos 0,18 massas solares. A intensidade do campo magnético superficial do M53E foi medida para não ser superior a 140 milhões de Gauss e a idade característica do pulsar foi calculada para ser mais de 13 bilhões de anos.

Além da detecção do M53E, as observações FAST também permitiram que a equipe de Lian investigasse os outros três MSPs no cluster Messier 53. Eles descobriram que um deles é um pulsar isolado, enquanto os outros dois são sistemas binários com companheiros de anãs brancas ligeiramente mais massivos do que o do M53E. Em suma, os resultados mostram que as características dessa população pulsar são semelhantes à população de MSPs no disco da Via Láctea.

Fonte: phys.org