2532: O caso da “máquina de lavar roupa” cósmica que parou de girar misteriosamente foi resolvido

CIÊNCIA

Instituto de Física de Altas Energias

Dentro de 296 mil anos, a sonda Voyager 2 passará a 4,3 anos-luz de Sirius, a estrela mais brilhante do céu.

Se interceptasse a antiga nave, poderia encontrar o “Golden Record”, no qual alguns desenhos indicam a localização do planeta Terra a partir da posição de 14 pulsares. Cada um desses objectos, estrelas de neutrões que giram muito rapidamente, dezenas ou centenas de vezes mais rápido do que uma máquina de lavar, emite pulsos de radiação que são detectados da Terra uma vez a cada poucos segundos ou milissegundos.

Além disso, são tão estáveis e os seus flashes tão intensos que servem como autênticos faróis para navegar pelas estrelas.

Além disso, os pulsares são objectos interessantes, cujos mistérios estão longe de serem revelados. São cadáveres estelares que nos dão informação sobre a evolução das estrelas e a sua radiação revela detalhes importantes sobre espaço-tempo, matéria e energia.

Esta segunda-feira, cientistas da Academia Chinesa de Ciências (CAS) revelaram um fenómeno curioso em que um pulsar reduziu rapidamente a sua velocidade, enquanto uma nebulosa em redor começou a brilhar. Esta descoberta, que foi publicada a 26 de Agosto na revista especializada Nature Astronomy, fornece informações importantes sobre a desaceleração dos pulsares e os seus efeitos sobre o magnetismo e propriedades físicas das nebulosas circundantes.

“Descobrimos que a nebulosa do vento pulsar – uma cobertura de gás em torno deste objecto – aumentou o seu brilho em 24 a 40% por cerca de 400 dias”, logo após um súbito abrandamento do pulsar.

A pulsação dos pulsares é geralmente muito estável. Isso ocorre devido à conservação do momento angular. No caso das estrelas, quando chega a hora da sua morte, depois de uma grande explosão, na qual perdem a cobertura, às vezes o seu corpo é reduzido a uma estrela de neutrões de apenas dezenas de quilómetros, enquanto antes tinham um diâmetro de milhares de milhões de quilómetros. Portanto, os seus corpos giram muito mais rápido que as hélices de um avião.

Por essa mesma razão, quando os pulsares emitem partículas em altas velocidades, a sua velocidade de rotação pode mudar. Além disso, algumas vezes as partículas interagem com o ambiente circundante, emitindo radiação detectável da Terra e formando o que é conhecido como nebulosa de vento pulsante.

Isso é exactamente o que acontece na Nebulosa do Caranguejo. No coração deste imenso objecto existe um pulsar que emite partículas a velocidades próximas às da luz. Estes interagem com o gás expelido durante a morte da estrela e libertam a radiação que pode ser capturada com os telescópios.

Nesta ocasião, os astrónomos estudaram um estranho pulsar. É chamado PSR B0540-69 e está localizado na galáxia da Grande Nuvem de Magalhães. Em 2011, os cientistas detectaram uma queda de 36% na sua rotação, mas não encontraram nenhuma mudança na radiação ou campo magnético deste objecto. Portanto, não havia explicação.

Agora, e graças aos dados fornecidos por vários observatórios de raios X, os astrónomos conseguiram associar a desaceleração do pulsar com um aumento no brilho da nebulosa na faixa de raios X. De facto, esta foi a primeira vez em que se conseguiu ligar ambos os fenómenos.

Isto implica que o vento emitido pelo pulsar é o principal factor que reduz a sua velocidade. Além disso, estimaram, pela primeira vez, a intensidade do campo magnético gerado por aquela estranha força astrofísica.

Acredita-se que existam cerca de 100 milhões de estrelas de neutrões na Via Láctea. Alguns fazem parte de sistemas binários e podem “voltar à vida” roubando material da sua companheira ou acabam por e fundir nela, como foi detectado pela primeira vez em 2017. Por tudo isso, estrelas de neutrões e pulsares são muito importantes para entender a evolução da galáxia e das estrelas. Além disso, são um laboratório natural onde matéria e energia podem ser observadas em condições muito extremas.

ZAP //

Por ZAP
28 Agosto, 2019

 

1760: Há uma “estrela morta” que quer fugir da Via Láctea

Astrofísicos americanos descobriram uma “estrela morta” – um pulsar – extremamente incomum. Esse pulsar surgiu na sequência da explosão de uma super-nova que a acelerou a uma velocidade recorde.

Considerando a velocidade muito alta do seu movimento, a estrela poderá deixar a Via Láctea num futuro longínquo, supõem os cientistas, cujo estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal Letters.

“A velocidade do seu movimento — 1.130 quilómetros por segundo (4,07 milhões de quilómetros por hora) — significa que irá fugir da galáxia num futuro longínquo. Actualmente não é claro o que aconteceu exactamente a este pulsar, no entanto, supomos que o movimento poderia ter sido acelerado por instabilidades hidrodinâmicas dentro da super-nova no momento em que explodiu”, declarou Dale Frail, do Observatório Nacional de Radioastronomia.

A maioria das estrelas gira em torno do centro da nossa galáxia com velocidade que normalmente não excede 100 quilómetros por segundo. No entanto, desde meados dos anos 2000, os astrónomos descobriram duas dezenas de estrelas que se movem com velocidade tão alta que quase “se libertaram” da força de gravidade da Via Láctea e a abandonaram.

Segundo opinam os astrónomos, essas estrelas começam a mover.se tão rapidamente devido à interacção com o buraco negro maciço no centro da galáxia ou à explosão de uma super-nova, caso se encontrem perto desses objectos.

No entanto, há excepções. Assim, os cientistas prestaram atenção ao pulsar PSR J0002+6216, localizado na constelação de Cassiopeia a uma distância de cerca de 6,5 mil anos-luz da Terra. Ao contrário da maioria dos outros objectos semelhantes, não se localizava dentro dos restos da super-nova nem numa região relativamente “limpa” do espaço aberto, mas perto do casulo da super-nova que explodiu.

Esta característica incomum da “estrela morta” obrigou Freyle e a sua equipa a estudar em detalhe tanto o pulsar como a nuvem de gás quente CTB 1, que fica a cerca de 50 anos-luz de distância. Os dados e imagens enviados pelo radiotelescópio VLA, usado pelos especialistas, trouxeram descobertas inesperadas.

Primeiro, descobriu-se que o PSR J0002+6216 se move a uma velocidade muito alta — a cada segundo afasta-se dos restos da super-nova à velocidade de 4,07 milhões de quilómetros por hora. Isso converte-o no segundo objeto mais veloz da galáxia depois da US 708, uma estrela “comum” que viaja a uma velocidade de 4,32 milhões de quilómetros por hora.

Além disso, a trajectória deste pulsar indica que nasceu no centro da CTB 1 há cerca de 10 mil anos, quando o seu progenitor explodiu.

No início, movia-se mais devagar do que se expandia o próprio casulo da super-nova, mas a velocidade do movimento do gás e da poeira caiu rapidamente devido às interacções com o meio interestelar. Isto aconteceu há cerca de cinco mil anos, segundo evidencia o rasto brilhante do pulsar, que surgiu após sair do casulo da super-nova.

Freyle e os colegas esperam que as observações da CTB 1 e do PSR J0002+6216 os possam ajudar a entender exactamente o que levou à “fuga” do pulsar para fora da Via Láctea e permitirão que os cientistas descubram os mecanismos internos do surgimento das super-novas.

ZAP // Sputnik News

Por ZAP
25 Março, 2019

Não só é lamentável que não se respeite a Língua Portuguesa, utilizando o BRASUQUÊS, como as “traduções” mantenham termos brasileiros como estes “QUILÔMETROS…” -> “A velocidade do seu movimento — 1.130 quilómetros por segundo (4,07 milhões de quilômetros por hora).


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Fermi da NASA cronometra pulsar “bala de canhão” que acelera através do espaço

O remanescente de super-nova CTB 1 assemelha-se a uma bolha fantasmagórico nesta imagem, que combina novas observações a 1,5 gigahertz do VLA (Very Large Array) (laranja, perto do centro) com observações mais antigas do Levantamento Canadiano do Plano Galáctico com o DRAO (Dominion Radio Astrophysical Observatory) (1,42 gigahertz, magenta e amarelo; 408 megahertz, verde) e dados infravermelhos (azul). Os dados do VLA revelam claramente a cauda brilhante e reta do pulsar J0002+6216 e o borda curva da concha do remanescente. CTB 1 tem cerca de meio-grau, o tamanho aparente de uma Lua Cheia.
Crédito: composição por Jayanne English, Universidade de Manitoba, usando dados de NRAO/F. Schinzel et al., DRAO/Levantamento Canadiano do Plano Galáctico e NASA/IRAS

Os astrónomos encontraram um pulsar que viaja pelo espaço a quase 4 milhões de quilómetros por hora – tão rápido que poderia percorrer a distância entre a Terra e a Lua em apenas seis minutos. A descoberta foi feita usando o Telescópio Espacial de Raios-Gama Fermi da NASA e o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation).

Os pulsares são estrelas de neutrões super-densas e de rápida rotação deixadas para trás quando uma estrela massiva explode. Esta, de nome PSR J0002+6216 (J0002, abreviado), ostenta uma cauda de emissão de rádio que aponta directamente para os destroços em expansão de uma recente explosão de super-nova.

“Graças à sua cauda estreita, parecida com um dardo, e a um ângulo de visão fortuito, podemos traçar esse pulsar de volta ao seu local de nascimento,” disse Frank Schinzel, cientista do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Socorro, no estado norte-americano do Novo México. “Um estudo mais aprofundado deste objeto vai ajudar-nos a entender melhor como essas explosões são capazes de ‘pontapear’ as estrelas de neutrões a uma velocidade tão alta.”

Schinzel, juntamente com os seus colegas Matthew Kerr no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington, e Dale Frail, Urvashi Rau e Sanjay Bhatnagar do NRAO, apresentaram os seus achados na reunião da Divisão de Astrofísica de Alta Energia da Sociedade Astronómica Americana em Monterey, Califórnia. O artigo que descreve os resultados da equipa foi submetido para publicação numa edição futura da revista The Astrophysical Journal Letters.

O pulsar J0002 foi descoberto em 2017 por um projecto de cientistas cidadãos chamado Einstein@Home, que usa o tempo nos computadores de voluntários para processar dados de raios-Gama do Fermi. Graças ao tempo de processamento, colectivamente superior a 10.000 anos, o projecto identificou até à data 23 pulsares de raios-gama.

Localizado a mais ou menos 6500 anos-luz de distância na direcção da constelação de Cassiopeia, J0002 gira 8,7 vezes por segundo, produzindo um pulso de raios-gama a cada rotação.

O pulsar fica a cerca de 53 anos-luz do centro de um remanescente de super-nova chamado CTB 1. O seu movimento rápido através do gás interestelar resulta em ondas de choque que produzem a cauda de energia magnética e partículas aceleradas detectadas no rádio com o VLA. A cauda estende-se por 13 anos-luz e aponta claramente para o centro de CTB 1.

Usando dados do Fermi e uma técnica chamada tempo do pulsar, a equipa foi capaz de medir com que rapidez e em que direcção o pulsar se move ao longo da nossa linha de visão.

“Quanto maior o nosso conjunto de dados, mais poderosa é a técnica de tempo do pulsar,” explicou Kerr. “O lindo conjunto de dados de dez anos do Fermi é essencialmente o que tornou possível esta medição.”

O resultado apoia a ideia de que o pulsar foi expulso a alta velocidade pela super-nova responsável por CTB 1, que ocorreu há aproximadamente 10.000 anos.

J0002 está a acelerar pelo espaço cinco vezes mais depressa do que o pulsar médio e mais depressa do que 99% daqueles com velocidades medidas. Eventualmente acabará por escapar da nossa Galáxia.

Inicialmente, os destroços em expansão da super-nova teriam sido movidos para fora mais depressa do que J0002, mas ao longo de milhares de anos a interacção da concha com o gás interestelar produziu um arrasto que gradualmente diminui este movimento. Entretanto, o pulsar, comportando-se mais como uma bala de canhão, atravessou o remanescente, escapando cerca de 5000 anos após a explosão.

Exactamente como o pulsar foi acelerado a uma velocidade tão alta durante a explosão de super-nova, ainda não está claro, e um estudo mais aprofundado de J0002 ajudará a esclarecer o processo. Um mecanismo possível envolve instabilidades na estrela em colapso, formando uma região de matéria lenta e densa que sobrevive o tempo suficiente para servir como “rebocador gravitacional”, acelerando a estrela de neutrões nascente na sua direcção.

A equipa planeia observações adicionais usando o VLA, o VLBA (Very Long Baseline Array) da NSF e o Observatório de raios-X Chandra da NASA.

Astronomia On-line
22 de Março de 2019

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1201: ESTUDANTE DE DOUTORAMENTO DESCOBRE O PULSAR MAIS LENTO CONHECIDO

Impressão de artista do recém-descoberto pulsar de 23,5 segundos. Os pulsos de rádio têm origem numa fonte situada na direcção da constelação de Cassiopeia e podem ser vistos a viajar até ao núcleo do LOFAR. Esta fonte é um pulsar de rádio altamente magnetizado, visto na inserção. Os pulsos e a imagem do céu são derivados de dados reais do LOFAR.
Crédito: Danielle Futselaar e ASTRON

Um pulsar com aproximadamente 14 milhões de anos, com a rotação mais lenta já identificada, foi descoberto por uma estudante de doutoramento da Universidade de Manchester.

Chia Min Tan, estudante de doutoramento no Centro para Astrofísica Jodrell Bank, da Escola de Física e Astronomia de Manchester, fazia parte de uma equipa internacional que incluía outros astrónomos de Manchester, do ASTRON e da Universidade de Amesterdão.

A equipa realizou as observações usando o LOFAR (Low-Frequency Array), cujo núcleo está localizado na Holanda. As suas descobertas foram publicadas na revista The Astrophysical Journal.

Os pulsares são estrelas de neutrões que giram rapidamente e que produzem radiação electromagnética em feixes que emanam dos seus pólos magnéticos. Estes “faróis cósmicos” nascem quando uma estrela massiva explode numa super-nova. Depois de tal explosão, fica para trás uma “estrela de neutrões” super-densa e giratória com um diâmetro de apenas 20 quilómetros.

O pulsar com a rotação mais rápida conhecida, até à data, gira uma vez a cada 1,4 milissegundos, ou seja, 716 vezes por segundo ou 42.960 por minuto.

Até agora, o pulsar mais lento conhecido tinha um período de rotação de 8,5 segundos. Este novo pulsar, localizado na direcção da constelação de Cassiopeia a cerca de 5200 anos-luz da Terra, gira a uma taxa muito mais lenta de 23,5 segundos.

O que torna a descoberta ainda mais improvável é que a emissão de rádio dura apenas 200 milissegundos dos 23,5 segundos do período de rotação.

Chia Min Tan explica: “A emissão de rádio que vem de um pulsar age como um farol cósmico e só podemos ver o sinal se o feixe de rádio estiver voltado na nossa direcção. Neste caso, o feixe é tão estreito que podia ter facilmente falhado a Terra.

“Os pulsares de rotação lenta são ainda mais difíceis de detectar. É incrível pensar que este pulsar gira mais de 15.000 vezes mais lentamente do que o pulsar mais rápido conhecido. Esperamos encontrar mais com o LOFAR.”

Os astrónomos descobriram este novo pulsar durante o levantamento LOTAAS (LOFAR Tied-Array All-Sky Survey). Esta campanha procura pulsares no céu do hemisfério norte. Cada instantâneo da pesquisa tem a duração aproximada de uma hora. Este valor é superior ao usado em levantamentos anteriores e forneceu a sensibilidade necessária para descobrir este pulsar surpreendente.

Os astrónomos não só “ouviram” os pulsos regulares do sinal do pulsar, como também “viram” o pulsar no levantamento de imagens do LOFAR. O professor Ben Stappers, co-autor do estudo, também da Universidade de Manchester, disse: “Este pulsar foi brilhante o suficiente e gira devagar o suficiente para que pudéssemos vê-lo piscando nas imagens.”

O pulsar tem aproximadamente 14 milhões de anos, mas ainda possui um forte campo magnético. Jason Hessels, co-autor do estudo, do ASTRON e da Universidade de Manchester, acrescentou: “Esta descoberta foi completamente inesperada. Ainda estamos um pouco chocados que um pulsar possa girar tão lentamente e ainda produzir pulsos de rádio. Aparentemente, os pulsares de rádio podem ser mais lentos do que esperávamos. Isto desafia e informa as nossas teorias sobre como os pulsares brilham.”

O próximo passo para os astrónomos é continuar a sua pesquisa LOFAR para encontrar novos pulsares. Também planeiam observar a sua nova descoberta com o telescópio espacial XMM-Newton. Chia Min Tan acrescentou: “Este telescópio está desenhado para detectar raios-X. Se o pulsar super-lento for detectado como uma fonte de raios-X, então teremos importantes informações sobre a sua história e origem.”

Astronomia On-line
26 de Outubro de 2018

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1188: KES 75: O MAIS JOVEM PULSAR DA VIA LÁCTEA EXPÕE SEGREDOS DE MORTE ESTELAR

Esta composição de Kes 75, o mais jovem pulsar conhecido da Via Láctea, inclui dados do Chandra e do SDSS. A região azul representa raios-X altamente energéticos em redor do pulsar, mostrando uma área chamada nebulosa de vento pulsar, e a região roxa mostra raios-X menos energéticos, emitidos pelos detritos deixados para trás pela explosão de super-nova original.
Crédito: NASA/CXC/NCSU/S. Reynolds; óptico: PanSTARRS

Cientistas confirmaram a identidade do mais jovem pulsar na Via Láctea usando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA. Este resultado pode fornecer aos astrónomos novas informações sobre como algumas estrelas terminam as suas vidas.

Após algumas estrelas massivas ficarem sem combustível, entram em colapso e explodem como super-novas, deixando para trás “pepitas” estelares densas chamadas estrelas de neutrões. As estrelas de neutrões com uma rápida rotação e altamente magnetizadas produzem um feixe de radiação semelhante ao de um farol que os astrónomos detectaram como pulsos à medida que a rotação do pulsar “varre” o feixe através do céu.

Desde que Jocelyn Bell Burnell, Anthony Hewish e colegas descobriram os pulsares através da sua emissão de rádio na década de 1960, foram identificados mais de 2000 destes objectos exóticos. No entanto, permanecem muitos mistérios sobre os pulsares, incluindo a sua diversidade de comportamentos e a natureza das estrelas que os formam.

Novos dados do Chandra estão a ajudar a resolver algumas dessas questões. Uma equipa de astrónomos confirmou que o remanescente de super-nova Kes 75, localizado a cerca de 19.000 anos-luz da Terra, contém o mais jovem pulsar conhecido da Via Láctea.

A rápida rotação e o forte campo magnético do pulsar geraram um vento de matéria energética e partículas de antimatéria que fluem para longe do pulsar quase à velocidade da luz. Este vento pulsar criou uma grande bolha magnetizada de partículas altamente energéticas chamada nebulosa de vento pulsar, vista como a região azul que rodeia o pulsar.

Nesta composição de Kes 75, os raios-X de alta energia observados pelo Chandra são de cor azul e destacam a nebulosa de vento pulsar em redor do pulsar, enquanto os raios-X menos energéticos aparecem com tom roxo e mostram os detritos da explosão. Uma imagem óptica do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey) revela estrelas no campo.

Os dados do Chandra obtidos em 2000, 2006, 2009 e 2016 mostram mudanças na nebulosa de vento pulsar com o passar do tempo. Entre 2000 e 2016, as observações do Chandra revelam que a orla externa da nebulosa de vento pulsar expande-se incrivelmente a 1 milhão de metros por segundo.

Esta alta velocidade pode ser devida à nebulosa de vento pulsar que se expande para um ambiente de densidade relativamente baixa. Especificamente, os astrónomos sugerem que está a expandir-se para uma bolha gasosa soprada por níquel radioactivo formado na explosão e expelido à medida que esta explodiu. Este níquel também alimentou a luz da super-nova, à medida que se decompôs em gás ferroso difuso que encheu a bolha. Se assim for, isto dá aos astrónomos uma visão do coração da explosão estelar e dos elementos que criou.

A taxa de expansão também diz aos astrónomos que Kes 75 explodiu há cerca de cinco séculos, a partir da perspectiva da Terra (o objecto está a cerca de 19.000 anos-luz de distância, mas os astrónomos referem-se a quando a sua luz terá chegado à Terra). Ao contrário de outros remanescentes de super-nova desta época, como Tycho e Kepler, não existem evidências conhecidas de registos históricos de qualquer observação da explosão que deu origem a Kes 75.

Porque é que Kes 75 não foi vista da Terra? As observações do Chandra, juntamente com observações anteriores por outros telescópios, indicam que a poeira e o gás interestelar que preenchem a nossa Galáxia são muito densas na direcção da estrela condenada. Este factor teria tornado a super-nova demasiado fraca para observar da Terra há vários séculos atrás.

O brilho da nebulosa de vento pulsar diminuiu 10% entre 2000 e 2016, concentrado principalmente na região norte, com uma diminuição de 30% num nó brilhante. As rápidas mudanças observadas na nebulosa de vento pulsar Kes 75, bem como a sua estrutura invulgar, apontam para a necessidade de modelos mais sofisticados da evolução das nebulosas de vento pulsar.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na The Astrophysical Journal e está disponível online.

Astronomia On-line
23 de Outubro de 2018

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1063: Astrónomos detectam pulsar até agora considerado impossível

NASA
A imagem de um pulsar captada por raio-x

Astrónomos detectaram um pulsar de rádio cujo período de rotação é de 23,5 segundos – um período tão longo que era considerado impossível até agora.

Detectado por um grupo de especialistas liderado por Chia Min Tan, do Centro de Astrofísica Jodrell Bank da Universidade de Manchester, o objecto PSR J0250+5854 encontra-se a 5200 anos-luz da Terra.

Segundo a investigação, publicada a 4 de Setembro na biblioteca online arXiv.org, este pulsar considerado impossível foi descoberto no âmbito do programa LOFAR Tied-Array All-Sky Survey – um programa que estuda pulsares de rádio no hemisfério norte.

Estes pulsares podem ser designados por fontes extraterrestres de radiação com uma periodicidade regular e são detectados na forma de pequenas explosões de emissão de ondas rádio.

Os pulsares de rádio são geralmente descritos como estrelas de neutrões altamente magnetizadas que giram rapidamente com um feixe de radiação que produz a emissão.

O pulsar encontrado tem a rotação mais lenta conhecida até hoje e a sua detecção foi feita em Julho de 2017, usando a rede de radiotelescópios LOwAR (ART), principalmente localizada na Holanda.

Para os astrónomos, encontrar pulsares com rotação superior a 5 segundos era uma missão considerada impossível. Contudo, esta descoberta demonstra que a realidade é muito diferente.

Com uma rotação de 23,5 segundos, a descoberta do PSR J0250+5854 expande significativamente a gama conhecida dos períodos da rotação de pulsares.

A equipa internacional de astrónomos também descobriu que este pulsar tem um campo magnético superficial de 26 triliões de gauss (densidade do fluxo magnético) e 13,7 milhões de anos.

Com os dados recolhidos, os investigadores também conseguiram indicar que o pulsar incomum tem uma configuração bipolar do campo magnético.

Por ZAP
23 Setembro, 2018

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979: Cientista a quem o Nobel foi “roubado” em 1974 recebe prémio de 2,5 milhões (e oferece-o)

CIÊNCIA

Silicon Republic / Wikimedia
Jocelyn Bell Burnell

Em 1974, Bell Burnell descobriu o pulsar de rádio, uma das descobertas mais importantes do séc.XX. A descoberta valeu o Prémio Nobel mas, esse mesmo prémio foi atribuído ao seu supervisor. Agora, 44 anos depois, a cientista britânica recebeu o Breakthrough Prize pela descoberta e pela liderança científica demonstrada ao longo dos anos.

Nos anos 70, Jocelyn Bell Burnell era uma estudante de Cambridge que trabalhava numa dissertação sobre objectos estranhos em galáxias distantes conhecidos como quasares. Em parceria com o seu supervisor, Antony Hewish, construíram um radiotelescópio para observar esses objectos.

Durante as observações, a britânica notou algo de suspeito nas informações recolhidas pelo telescópio. Um pulso que se repetia sensivelmente a cada 1,3 segundos. O sinal, estranho para os cientistas, foi inicialmente chamado Little Green Man-1 (Pequeno Homem Verde-1), numa referência aos possíveis aliens que poderiam estar a enviar o sinal.

Contudo, Bell Burnell descobriu outros sinais similares que sugeriam que a fonte seria um objectivo cósmico natural. Os investigadores determinaram que esses sinais provinham da rápida rotação das estrelas de neutrão, reminiscências de estrelas massivas que morreram em explosões de super-novas. Estes objectos ficaram conhecidos como pulsares, uma combinação entre pulsos e quasares.

Esta descoberta foi tão importante que mereceu o reconhecimento da Academia Sueca… ao supervisor de Bell Burnel, Antony Hewish.

Numa entrevista em 2009, Bell Burnel afirmou não se ter sentido incomodada por não ter sido incluída no prémio Nobel e que “naqueles tempos, os estudantes não eram reconhecidos pelo comité”.

Esta quinta-feira, passados 44 anos da entrega do prémio Nobel a Antony Hewish, os representantes do Breakthrough Prize anunciaram a atribuição do “Prémio Especial de Inovação em Física Fundamental” à astrofísica britânica pela descoberta de 1974.

“Quando soube da atribuição do prémio, fiquei sem palavras o que é incomum em mim. Nem sequer sonhava ou imaginava uma coisa assim, por isso foi uma surpresa maravilhosa”, contou Bell Burnell.

Bell Burnell receberá oficialmente o prémio a 4 de Novembro de 2019 durante a cerimónia dos Breakthrough Prizes em Silicon Valley, na Califórnia.

“A descoberta dos pulsares pela Jocelyn Bell Burnell será sempre lembrada como uma das grandes surpresas na história da astronomia“, afirmou Edward Witten, presidente do comité de selecção da Breakthrough Prize.

Fundado por Sergey Brin, Yuri Milner, Priscilla Chan e Mark Zuckerber, os Breakthrough Prizes oferecem o maior prémio monetário do mundo, cerca de 2,5 milhões de euros.

Bell Burnell, a quem foi oferecida essa quantia pela descoberta dos pulsares, irá doar todo o dinheiro ao Instituto Britânico de Física que criará um bolsa de estudo para minorias interessadas no estudo da física.

Não quero nem preciso do dinheiro e parece-me que este é o melhor uso que lhe posso dar”, contou Bell Burnell à BBC, acrescentando que que usar o dinheiro para contrariar o “viés inconsciente” que diz acontecer nos trabalhos de pesquisa em física.

Por ZAP
7 Setembro, 2018

(Foram corrigidos 8 erros ortográficos ao texto original)

– Infelizmente existem neste Planeta muitos “Antony Hewish-supervisores”. Felizmente ainda existem pessoas neste Planeta como Jocelyn Bell Burnell. Bem haja!

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599: INVESTIGADORES DESCOBREM UMA DAS MAIS MASSIVAS ESTRELAS DE NEUTRÕES

O massivo sistema binário PSR J2215+5135, ilustrado na figura, aquece a face irradiada da sua estrela companheira.
Crédito: G. Pérez-Díaz/IAC

Usando um método pioneiro, investigadores do Grupo de Astronomia e Astrofísica da Universidade Politécnica da Catalunha e do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias encontraram uma estrela de neutrões com aproximadamente 2,3 massas solares – uma das mais massivas já detectadas. O estudo foi publicado na edição de 23 de Maio da revista The Astrophysical Journal e abre um novo caminho de conhecimento em muitos campos da astrofísica e da física nuclear.

As estrelas de neutrões (frequentemente chamadas pulsares) são remanescentes estelares que atingiram o final da sua vida evolutiva: resultam da morte de uma estrela com 10 a 30 vezes a massa do Sol. Apesar do seu pequeno tamanho (cerca de 20 km em diâmetro), as estrelas de neutrões têm mais massa do que o Sol, por isso são extremamente densas.

Investigadores da Universidade Politécnica da Catalunha e do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias usaram um método inovador para medir a massa de uma das mais pesadas estrelas de neutrões conhecidas até ao momento. Descoberta em 2011 e com o nome PSR J2215+5135, tem mais ou menos 2,3 massas solares e é uma das mais massivas das mais de 2000 estrelas de neutrões conhecidas até à data. Embora um estudo publicado em 2011 tenha relatado evidências de uma estrela de neutrões com 2,4 massas solares, as estrelas de neutrões mais massivas que anteriormente haviam alcançado um consenso entre os cientistas, relatadas em 2010 e 2013, têm duas vezes a massa do Sol.

O estudo foi liderado por Manuel Linares, investigador Marie-Curie do Grupo de Astronomia e Astrofísica, ligado ao Departamento de Física da Universidade Politécnica da Catalunha, em colaboração com os astrónomos Tariq Shahbaz e Jorge Casares do Instituto de Astrofísica da Ilhas Canárias. Os cientistas usaram dados obtidos pelo GTC (Gran Telescopio Canarias), o maior telescópio óptico e infravermelho do mundo, o WHT (William Herschel Telescope), o ING (Isaac Newton Telescope Group) e o telescópio IAC-80, em combinação com modelos dinâmicos de estrelas binárias com irradiação. O artigo que relata os resultados foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Um método de medição pioneiro

A equipa desenvolveu um método mais preciso do que os usados até agora para medir a massa de estrelas de neutrões em binários compactos. PSR J2215+5135 faz parte de um sistema binário, no qual duas estrelas orbitam em torno de um centro de massa comum: uma estrela “normal” (como o Sol) “acompanha” a estrela de neutrões. A estrela secundária ou companheira é fortemente irradiada pela estrela de neutrões.

Quanto mais massiva é a estrela de neutrões, mais rápida a estrela companheira se move na sua órbita. O novo método utiliza linhas espectrais de hidrogénio e magnésio para medir a velocidade com que a estrela companheira se move. Isso permitiu que a equipa liderada por Manuel Linares medisse, pela primeira vez, a velocidade de ambos os lados da estrela companheira (o lado irradiado e o lado sombreado) e mostrasse que a estrela de neutrões pode ter mais do dobro da massa do Sol.

Este novo método também pode ser aplicado ao resto desta crescente população de estrelas de neutrões: ao longo dos últimos 10 anos, o telescópio de raios-gama Fermi-LAT da NASA revelou dúzias de pulsares parecidos com PSR J2215+5135. Em princípio, o método também pode ser usado para medir a massa de buracos negros e anãs brancas (remanescentes de estrelas que morrem com mais de 30 ou menos de 10 massas solares, respectivamente) quando localizados em sistemas binários similares nos quais a irradiação é importante.

Mais denso que um núcleo atómico

Ser capaz de determinar a massa máxima de uma estrela de neutrões tem consequências muito importantes para bastantes campos da astrofísica, bem como para a física nuclear. As interacções entre os nucleões (os neutrões e protões que compõem o núcleo de um átomo) a altas densidades são dos maiores mistérios da física actual. As estrelas de neutrões são um laboratório natural para estudar os estados de matéria mais densos e exóticos que podem ser imaginados.

Os resultados do projecto também sugerem que, para suportar a massa de 2,3 sóis, a repulsão entre as partículas no núcleo da estrela de neutrões deve ser suficientemente forte. Isto indicaria que é improvável que encontremos quarks livres ou outras formas exóticas de matéria no centro da estrela de neutrões.

Astronomia On-line
1 de Junho de 2018

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543: MISSÃO NICER DA NASA DESCOBRE PULSAR DE RAIOS-X EM ÓRBITA RECORDE

As estrelas de IGR J17062–6143, aqui ilustradas, orbitam-se uma à outra a cada 38 minutos, a órbita mais rápida conhecida para um sistema binário que contém um pulsar de raios-X de milissegundo com acreção. Enquanto giram, um pulsar super-denso puxa gás de uma anã branca leve. As duas estrelas estão tão perto que cabiam entre a Terra e a Lua.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Cientistas que analisavam os primeiros dados da missão NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) encontraram duas estrelas que giram em torno uma da outra a cada 38 minutos. Uma das estrelas do sistema chamado IGR J17062–6143 (J17062, abreviado) é uma estrela super-densa e de rápida rotação a que chamamos pulsar. A descoberta confere ao par estelar o recorde do período orbital mais curto para uma determinada classe de sistema binário de pulsares.

Os dados do NICER também mostram que as estrelas do par J17062 estão apenas separadas por 300.000 quilómetros, menos do que a distância entre a Terra e a Lua. Com base no rapidíssimo período orbital e na separação do par, os cientistas envolvidos num novo estudo do sistema pensam que a segunda estrela é uma anã branca pobre em hidrogénio.

“Não é possível para uma estrela rica em hidrogénio, como o nosso Sol, ser a companheira do pulsar,” comenta Tod Strohmayer, astrofísico de Goddard e autor principal do artigo. “Não conseguimos fazer encaixar uma estrela como essa numa órbita tão pequena.”

Uma observação prévia de 20 minutos pelo RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) em 2008 só conseguiu estabelecer um limite inferior para o período orbital de J17062. O NICER, instalado a bordo da Estação Espacial Internacional em Junho passado, pôde observar o sistema por períodos muito mais longos. Em Agosto, o instrumento focou-se em J17062 por mais de sete horas ao longo de 5,3 dias. Combinando observações adicionais em Outubro e Novembro, a equipa de cientistas foi capaz de confirmar o período orbital recorde para um sistema binário contendo o que os astrónomos chamam de AMXP (accreting millisecond X-ray pulsar).

Quando uma estrela massiva passa a super-nova, o seu núcleo colapsa num buraco negro ou numa estrela de neutrões, pequena e super-densa – do tamanho de uma cidade, mas com mais massa do que o Sol. As estrelas de neutrões são tão quentes que a luz que irradiam passa a porção incandescente do espectro visível e ultravioleta até aos raios-X. Um pulsar é uma estrela de neutrões que gira rapidamente.

A observação de J17062 levada a cabo em 2008 pelo RXTE descobriu pulsos recorrentes de raios-X 163 vezes por segundo. Estes pulsos marcam a localização de pontos quentes em redor dos pólos magnéticos do pulsar, o que permitiu que os astrónomos determinassem quão rapidamente gira. O pulsar de J17062 gira a cerca de 9800 rotações por minuto.

Pontos quentes formam-se quando o intenso campo gravitacional de uma estrela de neutrões retira material de uma companheira estelar – em J17062, da anã branca – e é colocado num disco de acreção. A matéria no disco espirala para dentro, eventualmente chegando à superfície. As estrelas de neutrões têm campos magnéticos fortes, de modo que o material aterra na superfície de forma desigual, viajando ao longo do campo magnético até aos pólos onde produz os pontos quentes.

O constante bombardeamento de gás em queda faz com que os pulsares de acreção girem mais rapidamente. Enquanto giram, os pontos quentes entram e saem da vista de instrumentos de raios-X como o NICER, que regista as flutuações. Alguns pulsares giram mais de 700 vezes por segundo. As flutuações de raios-X dos pulsares são tão previsíveis que a experiência companheira do NICER, SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology), já mostrou que podem servir como faróis para navegação autónoma em futuras naves espaciais.

Com o tempo, o material da estrela dadora é acumulado à superfície da estrela de neutrões. Assim que a pressão desta camada cresce até ao ponto em que os seus átomos se fundem, ocorre uma reacção termonuclear descontrolada, libertando a energia equivalente a 100 bombas de 15 megatoneladas que explodem sobre cada centímetro quadrado, explicou Strohmayer. Os raios-X de tais explosões também pode ser captados pelo NICER, embora ainda não tenham sido vistas em J17062.

Os investigadores foram capazes de determinar que as estrelas de J17062 giram em torno uma da outra numa órbita circular, o que é comum para os AMXPs. A estrela dadora, anã branca, é um “peso leve”, com mais ou menos 1,5% da massa do Sol. O pulsar tem muito mais massa, cerca de 1,4 massas solares, o que significa que as estrelas orbitam um ponto a cerca de 3000 km do pulsar. Strohmayer disse que é quase como se a estrela dadora orbitasse um pulsar estacionário, mas o NICER é sensível o suficiente para detectar a pequena flutuação na emissão de raios-X do pulsar devido ao puxo da anã branca.

“A distância entre nós e o pulsar não é constante,” comenta Strohmayer. “Varia devido a este movimento orbital. Quando o pulsar está mais próximo, a emissão de raios-X leva um pouco menos a chegar até nós do que quando está mais distante. O atraso é pequeno, apenas cerca de 8 milissegundos para a órbita de J17062, mas está bem dentro das capacidades de uma máquina sensível como o NICER.”

Os resultados do estudo foram publicados no passado dia 9 de maio na revista The Astrophysical Journal Letters.

A missão do NICER é fornecer medições de alta precisão para melhor estudar a física e o comportamento das estrelas de neutrões. Outros dados da primeira fornada de dados do instrumento forneceram resultados sobre as explosões termo-nucleares de um objecto e exploraram o que acontece com o disco de acreção durante estes eventos.

“As estrelas de neutrões são verdadeiros laboratórios de física nuclear, do ponto de vista terrestre,” comenta Zaven Arzoumanian, astrofísico de Goddard e cientista chefe do NICER. “Não podemos recriar as condições das estrelas de neutrões em qualquer parte do nosso Sistema Solar. Um dos principais objectivos do NICER é estudar a física subatómica que não é acessível em nenhum outro lugar.”

Astronomia On-line
15 de Maio de 2018

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245: A NASA inventou uma nova e incrível técnica de navegação espacial

NASA

A NASA inventou um novo tipo de sistema de navegação autónomo que poderia levar uma nave espacial feita por humanos a conquistar o Sistema Solar (e a chegar ainda mais longe), ao usar pulsares com estrelas-guia.

Chama-se Explorador de Estação para Tecnologia de Sincronização e Navegação de Raios-X, ou SEXTANT, (nomeado de acordo com um instrumento de navegação náutico do século XVIII) e utiliza tecnologia raio-x para ver pulsares de milissegundos, usando-os da mesma forma que o GPS utiliza satélites.

“Esta demonstração é um avanço para uma exploração espacial profunda no futuro”, disse o director de projecto Jason Mitchel da Centro Espacial Goddard da NASA. “Como os primeiros a mostrar a navegação raio-x completamente autónoma e em tempo real no espaço, estamos a liderar este campo”.

Os pulsares são estrelas de neutrões altamente magnetizadas e de rotação rápida – o resultado de o núcleo de uma estrela maciça a colapsar e subsequentemente explodir.

Quando rodam, estas estrelas emitem radiação electromagnética. Além disso, são extraordinariamente regulares – no caso de alguns pulsares de milissegundos, que conseguem girar centenas de vezes num segundo, a sua regularidade consegue rivalizar com os relógios atómicos.

Foi isto que levou à ideia por trás do SEXTANT. Como estes pulsares são tão regulares, e como têm posições fixas no cosmos, podem ser usadas da mesma forma que um sistema de posicionamento global usa relógios atómicos.

O SEXTANT funciona como um receptor GPS, que recebe sinais de pelo menos três satélites GPS, todos equipados com relógios atómicos. O receptor mede o atraso de tempo de cada satélite e converte-o em coordenadas espaciais.

A radiação electromagnética a radiar dos pulsares é mais visível no espectro raio-x, razão pela qual os engenheiros da NASA escolheram empregar a detecção raio-x no SEXTANT.

Para isso, usaram um observatório do tamanho de uma máquina de lavar roupa anexado à Estação Espacial Internacional. Chamado Explorador de Composição Interior de Estrelas Neutras, ou NICER, contém 52 telescópios raio-x e detectores de derivação de silício para estudar estrelas de neutrões, incluindo pulsares.

Os cientistas dirigiram o NICER para travar quatro pulsares, J0218+4232, B1821-24, J0030+0451, e J0437-4715 – pulsares tão precisos que os seus pulsos podem ser precisamente previstos pelos próximos anos.

Durante dois dias, o NICER tirou 78 medidas desses pulsares, que eram alimentados pelo SEXTANT. Este era depois utilizado para calcular a posição do NICER na órbita à volta da Terra na Estação Espacial Internacional.

A informação foi depois comparada com os dados GPS, com o objectivo de localizar o NICER num raio de 16 quilómetros. Num espaço de oito horas, o sistema calculou a posição do NICER e permaneceu abaixo do limite de 16 quilómetros para o resto da experiência.

“Isto foi muito mais rápido do que as duas semanas que tínhamos previsto para a experiência”, disse o arquitecto do sistema SEXTANT, Luke Winternitz. “Tivemos indicações de que o nosso sistema poderia funcionar, mas a experiência do fim de semana demonstrou finalmente a habilidade do sistema para funcionar de forma autónoma.

Pode ainda demorar alguns anos para que a tecnologia seja desenvolvida para um sistema de navegação adequado para o espaço profundo, mas o conceito foi aprovado.

Agora, a equipa vai arregaçar mangas para o refinar. Os cientistas vão actualizar e ajustar o software em preparação para outra experiência já no segundo semestre de 2018. A equipa espera também reduzir os requisitos de tamanho, peso e energia do hardware.

Eventualmente, o SEXTANT poderia ser usado para calcular a localização de satélites planetários longe da gama de satélites de GPS terrestres e auxiliar em missões de voo espacial humano.

ZAP // Science Alert

Por ZAP
15 Janeiro, 2018

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193: PODEM EXISTIR PLANETAS HABITÁVEIS EM TORNO DE PULSARES

Impressão de artista de um planeta habitável em torno de um pulsar (direita).
Crédito: Amanda Smith, Universidade de Cambridge

É teoricamente possível a existência de planetas habitáveis em torno de pulsares – estrelas de neutrões giratórias que emitem pulsos de radiação curtos e rápidos. De acordo com uma nova investigação, tais planetas devem ter uma atmosfera enorme que converte os mortíferos raios-X e partículas altamente energéticas do pulsar em calor. Os resultados, por astrónomos da Universidade de Cambridge e da Universidade de Leiden, foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.

Os pulsares são conhecidos pelas suas condições extremas. São estrelas de neutrões de rápida rotação – o núcleo colapsado de uma estrela massiva que se tornou supernova no final da sua vida. Com apenas 10 a 30 km de diâmetro, os pulsares possuem enormes campos magnéticos, acartam matéria e produzem regularmente grandes rajadas de raios-X e partículas altamente energéticas.

Surpreendentemente, apesar deste ambiente hostil, sabemos que as estrelas de neutrões hospedam planetas em seu redor. Os primeiros exoplanetas que os astrónomos descobriram orbitam o pulsar PSR B1257+12 – mas se estes planetas estavam originalmente em órbita da massiva estrela precursora e sobreviveram à explosão de supernova, ou se se formaram mais tarde, permanece uma questão em aberto. Tais planetas recebem pouca luz visível, mas são continuamente “atacados” por radiação energética e ventos estelares. Podem esses planetas abrigar vida?

Pela primeira vez, os astrónomos tentaram calcular as zonas “habitáveis” perto das estrelas de neutrões – a gama de órbitas em torno de uma estrela onde uma superfície planetária poderia, possivelmente, suportar água na forma líquida. Os seus cálculos mostram que a zona habitável em torno de uma estrela de neutrões pode ser tão grande quanto a distância da Terra ao Sol. Uma premissa importante é que o planeta tem que ser uma super-Terra, com 1 a 10 vezes a massa da Terra. Um planeta mais pequeno perderia a sua atmosfera em apenas alguns milhares de anos devido ao ataque constante dos ventos do pulsar. Para sobreviver a este bombardeamento, a atmosfera do planeta tem que ser um milhão de vezes mais espessa do que a do nosso planeta – as condições à superfície de um planeta que orbita um pulsar assemelham-se às condições do fundo do oceano da Terra.

Os astrónomos examinaram o pulsar PSR B1257+12 a cerca de 2300 anos-luz de distância como estudo de caso, usando o telescópio espacial de raios-X Chandra. Dos três planetas em órbita do pulsar, dois são super-Terras com uma massa de quatro a cinco vezes a massa da Terra e orbitam suficientemente perto do pulsar para se aquecerem. De acordo com o co-autor Alessandro Patruno da Universidade de Leiden: “a temperatura dos planetas pode ser adequada à presença de água líquida à superfície. No entanto, ainda não sabemos se as duas super-Terras têm uma ideal atmosfera extremamente densa.”

No futuro, Patruno e o seu co-autor Mihkel Kama do Instituto de Astronomia de Cambridge gostariam de observar o pulsar em mais detalhe e compará-lo com outros pulsares. O Telescópio ALMA do ESO seria capaz de mostrar discos de poeira em torno de estrelas de neutrões, bons indícios de planetas. A Via Láctea contém cerca de mil milhões de estrelas de neutrões, das quais aproximadamente 200.000 são pulsares. Até agora, já foram estudados 3000 pulsares e só se encontraram planetas em cinco.

Astronomia online
22 de Dezembro de 2017

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128: Antimatéria com origem incomum detectada num vulcão mexicano

HJPD / Wikimedia

Depois de observar e analisar dois pulsares de estrelas de neutrões, um grupo de cientistas descartou uma das duas principais teorias que explicava até agora o alto número de positrões perto da Terra.

Em 2008, astrónomos observaram um inesperadamente alto número de positrões – a anti-matéria “prima” dos electrões – em órbita a poucas centenas de quilómetros acima da atmosfera da Terra.

Desde então, os cientistas discutiam a causa da anomalia, dividindo-se em duas teorias concorrentes.

Enquanto uns sugeriam uma explicação simples: as partículas extra podem vir de estrelas colapsadas próximas chamadas pulsares, que giram várias vezes em segundo lugar e descartam electrões, positrões e outras questões com força violenta, outros especularam que os positrões extra poderiam vir de processos que envolvem a matéria escura – a substância invisível mas penetrante vista até agora apenas através da atracção gravitacional.

Agora, cientistas da Universidade de Maryland (EUA) e especialistas do observatório de raios gama HAWC examinaram dois pulsares – Geminga e PSR B0656 + 14 – considerados como possíveis fontes de positrões extra ou, por outras palavras, os anti-electrónicos que formariam a antimatéria à volta da Terra.

Usando novos dados do observatório da HAWC, os cientistas fizeram as primeiras medições relatadas de dois pulsares anteriormente identificados como possíveis fontes do excesso de positrão.

Ao capturar e contar partículas de transmissão de luz a partir desses motores estelares próximos, a colaboração da HAWC descobriu que os dois impulsos provavelmente não são a origem do excesso de positrão.

Os cientistas determinaram que essas estrelas de neutrões estão cercadas por uma extensa nuvem opaca que não permite a libertação da maioria dos positrões e, portanto, os pulsares não podem gerar excesso de antimatéria.

Essas conclusões foram publicadas na revista Science na edição de 17 de Novembro.

Os novos dados sobre os dois pulsares próximos foram obtidos no observatório da HAWC, localizado numa das encostas do vulcão Sierra Negra, perto de Puebla, no México.

Graças ao amplo campo de visão, os cientistas conseguiram detectar a emissão de raios gama de Geminga e PSR B0656 + 14, o que lhes permite excluir a origem dos positrões em excesso.

“Os nossos cálculos não resolvem o assunto a favor da matéria escura, mas qualquer nova teoria que tente explicar o excesso dos positrões através dos pulsares terá que ter em conta o que descobrimos”, afirmou o professor de física da Universidade de Maryland, Jordan Goodman, investigador principal e porta-voz dos EUA para a colaboração da HAWC.

ZAP // RT

Por ZAP
18 Novembro, 2017

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