Tempestades fantasmas de plasma descobertas no espaço ''vazio'' ao redor da terra

Cientistas usaram o telescópio MeerKAT, na África do Sul, para explorar o espaço entre as estrelas, chamado de meio interestelar, e encontraram algo surpreendente: tempestades de plasma e estruturas inesperadas perto do pulsar de milissegundo mais próximo da Terra 

Imagem via NASA

O brilho piscante desse pulsar revelou pedaços de plasma do tamanho de um sistema solar dentro da chamada “Bolha Local”, uma região que achávamos ser quase vazia. Além disso, os cientistas conseguiram criar a primeira visão detalhada em 3D de uma onda de choque criada pelo pulsar, onde ventos estelares supersônicos colidem com o espaço ao redor. Essas descobertas mudam o que pensávamos sobre o espaço próximo e mostram um novo lado do drama invisível entre as estrelas.

Questionando Ideias Antigas sobre o Espaço

Muitas pessoas aprendem na escola que as estrelas piscam, mas os planetas não. Esse “piscar” não acontece só com a luz que vemos – alguns objetos no céu, como os pulsares, também parecem tremeluzir quando observados em ondas de rádio. Pulsares são estrelas de nêutrons que giram muito rápido e emitem feixes de ondas de rádio.

Uma equipe de cientistas australianos usou o piscar de um pulsar próximo para estudar o meio interestelar, o espaço entre as estrelas na nossa galáxia. Ao analisar como as ondas de rádio do pulsar tremeluziam, eles mapearam camadas de plasma que antes não podíamos ver, incluindo detalhes de uma estrutura rara chamada onda de choque, formada quando ventos estelares rápidos batem no espaço ao redor.

A pesquisa, publicada em 21 de abril na revista Nature Astronomy, desafia ideias antigas sobre o espaço perto do nosso sistema solar e traz novas informações que podem mudar como entendemos as ondas de choque dos pulsares.

Observações de Alta Precisão com o MeerKAT

O estudo foi liderado pelo Dr. Daniel Reardon, do Centro de Excelência ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais e da Universidade de Swinburne, na Austrália. Durante seis dias, a equipe observou o pulsar de milissegundo mais próximo e brilhante da Terra usando o telescópio MeerKAT, o mais sensível do tipo no Hemisfério Sul.

Diferente das estrelas normais, os pulsares não brilham com luz visível, mas emitem ondas de rádio que parecem “piscar” ao passar pelo plasma turbulento que existe no espaço. “Esse plasma é feito de gás aquecido e agitado por eventos poderosos na galáxia, como explosões de estrelas”, explicou o Dr. Reardon.

O Piscar como uma Janela para o “Clima” Interestelar

“Quando um pulsar pisca, ele nos dá pistas valiosas sobre onde está o plasma, como ele é estruturado e como se move, além de nos contar mais sobre o próprio pulsar. Usamos esse piscar para entender essas tempestades no espaço”, disse o cientista.

O pulsar estudado, chamado J0437-4715, fica relativamente perto do nosso sistema solar, em uma região da galáxia chamada Bolha Local. Essa área, formada por explosões de 15 estrelas há cerca de 14 milhões de anos, era considerada quase vazia, com pouco gás ou poeira.

Estruturas de Plasma Surpreendentes

Com os dados do MeerKAT, os cientistas analisaram padrões chamados “arcos de cintilação”, que funcionam como um mapa 3D das estruturas de plasma na galáxia, algo impossível de estudar com outros métodos. “Esses arcos mostraram uma quantidade inesperada de pedaços de plasma do tamanho de um sistema solar dentro da Bolha Local, que achávamos ser mais uniforme”, disse o Dr. Reardon.

Pela primeira vez, a equipe usou o piscar do pulsar para estudar a onda de choque criada enquanto ele viaja pelo espaço a uma velocidade altíssima, dez vezes maior que a do som. “O pulsar e seus ventos de partículas criam uma onda de choque, como a onda que se forma na frente de um barco”, explicou.

Uma Nova Forma de Estudar o Plasma

Embora a maioria dos pulsares deva criar ondas de choque, poucas foram vistas, geralmente como um brilho vermelho fraco de átomos de hidrogênio energizados. Esse estudo foi o primeiro a conseguir olhar dentro de uma onda de choque de pulsar e medir a velocidade do plasma. “Para nossa surpresa, os arcos de cintilação revelaram várias camadas de plasma dentro da onda, incluindo uma que, inesperadamente, se movia em direção à frente da onda”, disse o Dr. Reardon.

Essa pesquisa inovadora, possível graças à proximidade do pulsar e ao poder do telescópio MeerKAT, trouxe várias conquistas: mediu a forma 3D de uma onda de choque, analisou as velocidades do plasma dentro dela e deu a visão mais detalhada das estruturas de plasma na Bolha Local. “Podemos aprender muito com um pulsar que pisca!”, concluiu o cientista.

Terra Rara