Eclipses de rádio revelam novos detalhes sobre pulsar viúva negra

Astrônomos fizeram novas descobertas sobre o pulsar PSR J0024-7204O, conhecido como 47 Tuc O. Localizado no aglomerado globular 47 Tucanae, esta “viúva negra” tem sido objeto de interesse científico devido aos seus rádio eclipses.

Relatado em um artigo disponibilizado recentemente no servidor de pré-impressão arXiv.orga nova pesquisa, liderada por Federico Abbate, do Observatório de Cagliari, na Itália, pode ajudar a compreender melhor a natureza e o comportamento deste corpo celeste.

Pulsares de milissegundos (MSPs) são estrelas de nêutrons de rotação extremamente rápida, com períodos de rotação inferiores a 30 milissegundos. Acredita-se que se formam em sistemas binários, onde a estrela inicialmente mais massiva se transforma numa estrela de neutrões e é subsequentemente “ligada” devido à acreção de matéria da estrela secundária.

Dentre esses pulsares, existe uma categoria chamada “pulsares aranha”, caracterizada por estrelas companheiras semidegeneradas. Se o companheiro tiver massa muito baixa (menos de 0,1 massa solar), o pulsar é classificado como “viúva negra”; se a companheira for mais pesada, é considerada uma aranha “ruiva”.

Equipe revela mecanismo que causa eclipses no pulsar da viúva negra

PSR J0024−7204O, neste caso, é uma “viúva negra” com período de rotação de 2,64 milissegundos e período orbital de 3,26 horas. Observações anteriores já haviam detectado eclipses nas pulsações de rádio deste pulsar.

Para investigar mais, Abbate e sua equipe usaram o telescópio MeerKAT, um radiotelescópio composto por 64 antenas no Parque Nacional Meerkat, no Cabo Norte da África do Sul. Eles observaram o pulsar na banda UHF (544-1.088 MHz) durante 17 horas, cobrindo seis órbitas contíguas e cinco eclipses completos.

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A investigação revelou variações significativas na medição de dispersão do PSR J0024−7204O entre diferentes eclipses, especialmente durante as fases de entrada e saída. Isto indica uma maior densidade de gás na região do eclipse em comparação com as fases orbitais circundantes. Além disso, foi identificada uma forte dispersão no tempo que segue uma tendência semelhante à medição da dispersão, sugerindo que este é o mecanismo dominante que causa os eclipses, pelo menos nas proximidades das regiões de entrada e saída.

Outra descoberta importante do estudo foi a queda considerável na polarização do pulsar durante os estágios de transição de entrada e saída. Este fenômeno, juntamente com um pequeno aumento na medição de rotação, sugere a presença de um campo magnético de aproximadamente 2,0 mG.

Os pesquisadores concluíram que a duração dos eclipses do PSR J0024−7204O é equivalente à de outros pulsares “viúva negra”. Além disso, a medição máxima de dispersão em excesso observada é comparável à de outros pulsares eclipsantes em faixas de frequência semelhantes.

Estas descobertas fornecem uma visão mais profunda sobre os mecanismos que causam eclipses em pulsares “viúva negra” e destacam a importância do MeerKAT para observações astrofísicas de alta precisão.