As misteriosas ''Listas Zebra'' no Pulsar da Nebulosa do Caranguejo

Um astrofísico conseguiu desvendar um mistério de quase 20 anos sobre padrões em forma de “zebra? encontrados nos sinais de rádio emitidos pela Nebulosa do Caranguejo. 

Após duas décadas de curiosidade, os pesquisadores agora sabem o que causa o padrão único de “zebra” nos sinais da Nebulosa do Caranguejo. Uma estrela de nêutrons giratória, ou pulsar, no centro da nebulosa cria o efeito listrado, oferecendo um vislumbre das forças dinâmicas em jogo no espaço. Crédito: NASA, ESA e Allison Loll/Jeff Hester (Universidade Estadual do Arizona), Agradecimento: Davide De Martin (ESA/Hubble)

Essa descoberta ajuda a entender melhor como funciona o pulsar no centro dessa nebulosa – um tipo especial de estrela de nêutrons que gira rapidamente e emite fortes feixes de radiação.

O Que é a Nebulosa do Caranguejo?

A Nebulosa do Caranguejo é o que restou de uma explosão de supernova que aconteceu em 1054 e foi registrada por astrônomos chineses da época. Ela está localizada a 6 mil anos-luz da Terra.

No coração dessa nebulosa está o Pulsar do Caranguejo, uma estrela de nêutrons muito densa, com apenas 20 quilômetros de diâmetro, mas que gira rapidamente e emite radiação como um farol cósmico. Toda vez que esses feixes de radiação passam pela Terra, conseguimos detectar pulsos de energia.

Medvedev modelou a difração de onda de uma região refletora circular com índice de refração radialmente variável fora dela para compreender melhor o padrão de zebra da Nebula Crab. Crédito: Mikhail Medvedev

O Mistério das Listras em Forma de Zebra

Os pulsos do Pulsar do Caranguejo têm um padrão único: listras que lembram uma zebra. Esse fenômeno é raro e só foi observado nesse pulsar. As listras aparecem em altas frequências, entre 5 e 30 gigahertz (frequências parecidas com as de um forno micro-ondas).

Desde que o padrão foi descoberto em 2007, cientistas não conseguiam explicar como ele surgia. Várias teorias foram propostas, mas nenhuma era convincente – até agora.

Como a “Zebra” Foi Explicada?

O pesquisador Mikhail Medvedev, da Universidade do Kansas, usou um conceito chamado óptica de ondas para resolver o mistério. Ele estudou o comportamento do plasma ao redor do pulsar. Plasma é um gás composto por partículas carregadas, como elétrons e pósitrons, que estão presentes na região magnética ao redor da estrela.

Medvedev descobriu que as ondas de rádio que passam pelo plasma sofrem um efeito de difração. Esse efeito faz com que as ondas se dobrem e interfiram umas nas outras, criando um padrão de “franjas? (áreas claras e escuras) que podemos observar como listras no sinal de rádio.

– Frequências mais baixas: Refletem em regiões mais distantes do pulsar, criando sombras maiores.

– Frequências mais altas: Refletem em regiões mais próximas, criando sombras menores.

Por Que Isso é Importante?

Com essa descoberta, os cientistas agora conseguem medir a densidade e a distribuição do plasma ao redor do pulsar apenas analisando essas “franjas”. É como se fosse uma espécie de tomografia, que cria uma imagem da magnetosfera do pulsar (a região ao redor da estrela dominada por seu campo magnético).

Essa técnica pode ser aplicada para estudar outros pulsares no futuro, especialmente os mais jovens e energéticos, que têm propriedades parecidas com o Pulsar do Caranguejo.

O Próximo Passo

O Pulsar do Caranguejo é único, mas não está sozinho. Existem centenas de outros pulsares conhecidos, e alguns também são jovens e energéticos. Com mais dados e observações, a nova teoria de Medvedev pode ser refinada e ajudar a entender melhor esses objetos incríveis.

Essa pesquisa também abre portas para estudar como o plasma e outros fenômenos, como gravidade e polarização, afetam os sinais de pulsares. Além disso, o método pode ser usado em sistemas binários de pulsar, que já ajudaram a testar a teoria da relatividade geral de Einstein.

Por Que Estudar Pulsares?

Os pulsares são como “laboratórios naturais” que nos permitem explorar as leis da física em condições extremas, como campos gravitacionais e magnéticos intensos. Estudar essas estrelas nos ajuda a compreender melhor o universo e os fenômenos que ocorrem nele – desde a formação de estrelas até os limites da física.

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