Pulsares revelam estruturas invisíveis na Via Láctea

Pesquisadores da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, estão usando pulsares, considerados os melhores relógios do universo, para identificar estruturas invisíveis flutuando na Via Láctea. A precisão destas estrelas de neutrões em rotação rápida, que emitem pulsos de luz, está a permitir a deteção de objetos massivos desconhecidos que podem incluir planetas rebeldes, anãs brancas, anãs castanhas ou mesmo aglomerados de matéria escura.

Os pulsares são um tipo de estrela de nêutrons que gira rapidamente e emite pulsos regulares de radiação eletromagnética, especialmente na forma de ondas de rádio. São restos de estrelas massivas que explodiram como supernovas. A rápida rotação e o forte campo magnético dos pulsares fazem com que eles emitam feixes de radiação de seus pólos magnéticos.

Quando esses feixes passam pela Terra, eles podem ser detectados como pulsos regulares, daí o nome “pulsar”. Esses pulsos são extremamente precisos, o que os torna excelentes “relógios cósmicos” usados ​​em diversas pesquisas astronômicas.

Teoria da relatividade geral e pulsares

• A ideia crucial por trás da pesquisa da Universidade de Notre Dame vem da teoria da relatividade geral. Estar dentro de um campo gravitacional afeta a passagem do tempo.
• Portanto, o professor John LoSecco argumentou que isto poderia ser mensurável, desde que se conheça muito bem a frequência com que estes pulsares emitem os seus pulsos de luz.
• Felizmente para a sua ideia, muitos grupos de cientistas têm trabalhado precisamente em catálogos como este.
• O objetivo desses catálogos é a criação do Pulsar Timing Array.
• Usando os pulsos e conhecendo-os com precisão suficiente, é possível usar esses objetos estelares como um observatório de ondas gravitacionais, abrangendo milhares de anos-luz.
• No entanto, obter a precisão necessária foi uma verdadeira façanha.

Removendo o movimento

“O pulsar não existe isoladamente. Esses pulsos vêm desses pulsares de milissegundos, muitos dos quais são encontrados em sistemas binários. Então eles estão se movendo, estão em órbita em torno de outro objeto. E então você tem que remover todo esse movimento. A Terra está se movendo em torno do Sol. Você tem que remover esse movimento. É preciso remover todo esse movimento para obter o tempo real de chegada”, explicou o professor LoSecco, da Universidade de Notre Dame, ao IFLScience.

Se você retirar o movimento terá o intervalo preciso dos pulsos. E se um objeto enorme passar na frente do seu pulso, de repente o pulso aumenta. Um objeto com a massa do Sol criaria um atraso de 10 microssegundos. Isso é minúsculo em termos de tempo humano, mas para precisão no Pulsar Timing Array é um valor enorme.

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Detectando objetos massivos

“Havia 12 candidatos e eles vêm de oito pulsares independentes”, disse LoSecco ao IFLScience. O catálogo de pulsares usou pulsares de 65 milissegundos que foram rastreados por até 10.000 dias. Alguns eventos são estatisticamente muito significativos. As massas envolvidas podem ser relativamente pequenas. Um dos objetos tinha cerca de um quinto da massa do Sol.

Se essas detecções de candidatos forem reais, a questão é: o que são? Eles poderiam ser enormes planetas rebeldes – objetos planetários que foram expulsos de seus sistemas planetários. Eles poderiam ser pequenos objetos estelares como uma anã marrom ou uma anã branca. Eles poderiam ser aglomerados de matéria escura flutuando pela galáxia. O astrônomo é franco ao afirmar que ainda não podemos determinar.

“Fui avisado para não chamá-los de planetas, não chamá-los de matéria escura, apenas chamá-los de concentrações de massa, porque só de olhar para o rádio você não consegue determinar o que são. Não posso nem garantir que estejam escuros. Eles poderiam ser uma anã marrom ou algum tipo de anã branca ou qualquer outra coisa”, disse o professor LoSecco ao IFLScience.

Progresso e perspectivas futuras

A pesquisa é um trabalho emocionante em andamento e LoSecco está ansioso para ouvir as ideias e opiniões de outros cientistas sobre o trabalho. “Procuro pessoas para criticar porque isso me dá ideias sobre o que voltar e olhar e ser cético em relação ao resultado”, disse ele.

O professor LoSecco apresentou suas descobertas no Encontro Nacional de Astronomia desta semana na Universidade de Hull.