Os telescópios do ESO ajudam a desvendar o puzzle do pulsar

Com uma notável campanha de observação que envolveu 12 telescópios tanto no solo como no espaço, incluindo três instalações do Observatório Europeu do Sul (ESO), os astrónomos descobriram o estranho comportamento de um pulsar, uma estrela morta de rotação super-rápida. 

Sabe-se que este misterioso objeto alterna entre dois modos de brilho quase constantemente, algo que até agora tem sido um enigma. Mas os astrónomos descobriram agora que ejeções repentinas de matéria do pulsar durante períodos muito curtos são responsáveis ​​pelas mudanças peculiares. 

Impressão artística do pulsar PSR J1023+0038 Crédito: ESO/M. Kornmesser 

“Testemunhamos eventos cósmicos extraordinários onde enormes quantidades de matéria, semelhantes a balas de canhão cósmicas, são lançadas para o espaço num espaço de tempo muito breve, de dezenas de segundos, a partir de um pequeno e denso objeto celeste que gira a velocidades incrivelmente altas”, diz Maria Cristina Baglio . , investigador da Universidade de Nova Iorque de Abu Dhabi, afiliado ao Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), e autor principal do artigo publicado hoje na Astronomy & Astrophysics .

Um pulsar é uma estrela morta, magnética e de rotação rápida que emite um feixe de radiação eletromagnética para o espaço. À medida que gira, este feixe percorre o cosmos - tal como o feixe de um farol que varre os seus arredores - e é detectado pelos astrónomos à medida que cruza a linha de visão da Terra. Isso faz com que a estrela pareça pulsar em brilho vista do nosso planeta.

PSR J1023+0038, ou J1023, é um tipo especial de pulsar com um comportamento bizarro. Localizada a cerca de 4.500 anos-luz de distância, na constelação de Sextans, orbita de perto outra estrela. Ao longo da última década, o pulsar tem puxado ativamente matéria deste companheiro, que se acumula num disco ao redor do pulsar e cai lentamente em sua direção.

Desde que este processo de acumulação de matéria começou, o feixe de varredura praticamente desapareceu e o pulsar começou a alternar incessantemente entre dois modos. No modo “alto”, o pulsar emite raios X brilhantes, luz ultravioleta e visível, enquanto no modo “baixo” é mais escuro nessas frequências e emite mais ondas de rádio.

O pulsar pode permanecer em cada modo por vários segundos ou minutos e depois mudar para o outro modo em apenas alguns segundos. Essa mudança até agora intrigou os astrônomos. 

"A nossa campanha de observação sem precedentes para compreender o comportamento deste pulsar envolveu uma dúzia de telescópios terrestres e espaciais de última geração," afirma Francesco Coti Zelati, investigador do Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona, ​​Espanha, e coautor principal do livro. o papel. 

A campanha incluiu o Very Large Telescope ( VLT ) do ESO e o New Technology Telescope ( NTT ) do ESO, que detectou luz visível e infravermelha próxima, bem como o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ), do qual o ESO é parceiro. Durante duas noites em junho de 2021, eles observaram o sistema fazer mais de 280 alternâncias entre os modos alto e baixo.

“Descobrimos que a mudança de modo resulta de uma intrincada interação entre o vento do pulsar, um fluxo de partículas de alta energia que se afasta do pulsar e a matéria que flui em direção ao pulsar”, diz Coti Zelati, que também é afiliado ao INAF .

No modo baixo, a matéria que flui em direção ao pulsar é expelida em um jato estreito perpendicular ao disco. Aos poucos, essa matéria se acumula cada vez mais perto do pulsar e, à medida que isso acontece, é atingida pelo vento que sopra da estrela pulsante, fazendo com que a matéria aqueça .

O sistema está agora em modo alto, brilhando intensamente em raios X, ultravioleta e luz visível. Eventualmente, bolhas desta matéria quente são removidas pelo pulsar através do jato. Com menos matéria quente no disco, o sistema brilha menos, voltando para o modo baixo.

Embora esta descoberta tenha desvendado o mistério do estranho comportamento de J1023, os astrónomos ainda têm muito que aprender com o estudo deste sistema único e os telescópios do ESO continuarão a ajudar os astrónomos a observar este pulsar peculiar. Em particular, o Extremely Large Telescope ( ELT ) do ESO, actualmente em construção no Chile, irá oferecer uma visão sem precedentes dos mecanismos de comutação do J1023.

“O ELT permitir-nos-á obter informações importantes sobre como a abundância, distribuição, dinâmica e energética da matéria que flui em torno do pulsar são afetadas pelo comportamento de mudança de modo,” conclui Sergio Campana, Diretor de Investigação do Observatório INAF Brera e coautor . do estudo.

Fonte:Eso.gov