Como um pulsar de milissegundos enganou os astrônomos por anos?

Estrelas de nêutrons, esses cadáveres estelares ultradensos, continuam a surpreender os cientistas. Uma equipe internacional utilizou o telescópio espacial IXPE da NASA para estudar PSR J1023+0038, um pulsar de milissegundos interagindo com uma estrela companheira. Contrariando as expectativas, os raios X não vêm do disco de acreção, mas de um vento de partículas ejetado pelo próprio pulsar.

Impressão artística do sistema binário PSR J1023+0038, mostrando o pulsar, seu disco de acreção e o vento de partículas. Créditos: Marco Maria Messa, Universidade de Milão/INAF-OAB; Maria Cristina Baglio, INAF-OAB 

Este pulsar em particular alterna entre dois estados distintos, ora atraindo matéria de sua estrela vizinha, ora emitindo ondas de rádio. Essa dualidade o torna um objeto de estudo privilegiado para a compreensão da evolução de estrelas de nêutrons em sistemas binários. As observações polarimétricas do IXPE determinaram que os raios X e a luz visível compartilham a mesma polarização , indicando uma origem comum.

Os pesquisadores compararam os dados do IXPE com os do Very Large Telescope do ESO , no Chile. Essa colaboração revelou que o vento do pulsar, uma mistura de partículas aceleradas a velocidades próximas à da luz , é responsável pelas emissões de raios X. Essa descoberta desafia modelos anteriores que atribuíam essas radiações ao disco de acreção.

Este estudo abre novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos físicos em ação em sistemas binários contendo pulsares. Estrelas de nêutrons, embora nascidas de estrelas mortas, continuam a iluminar o Universo de maneiras inesperadas. Observações futuras do IXPE prometem novas revelações sobre esses objetos cósmicos extremos.

O que é um pulsar de milissegundos?

Um pulsar de milissegundo é uma estrela de nêutrons que gira centenas de vezes por segundo. Esses objetos são frequentemente encontrados em sistemas binários, onde roubam material de uma estrela companheira.

Esse material, ao cair sobre o pulsar, transfere energia e acelera sua rotação. O processo pode durar bilhões de anos, até que o pulsar atinja velocidades de rotação incrivelmente altas.

Pulsares de milissegundos emitem feixes de radiação de seus polos magnéticos. Como um farol cósmico, esses feixes percorrem o espaço e podem ser detectados da Terra como pulsos regulares.

Esses objetos são laboratórios naturais para o estudo da física em condições extremas, impossíveis de recriar na Terra.

Como a polarização da luz é medida?

A polarização da luz é uma propriedade que descreve a orientação das vibrações em suas ondas eletromagnéticas. Ela pode revelar informações sobre os campos magnéticos e os processos físicos que causam a emissão de luz.

Telescópios como o IXPE utilizam detectores especiais para medir essa polarização. Esses instrumentos são capazes de determinar em que direção as ondas de luz oscilam após passarem por diferentes meios.

No caso dos raios X, medir a polarização é particularmente difícil. Isso requer tecnologias avançadas, pois esses raios de alta energia interagem com a matéria de forma diferente da luz visível. Os dados de polarização permitem aos astrônomos mapear campos magnéticos e compreender os mecanismos de aceleração de partículas no Universo.

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