Pulsares: os faróis do vasto oceano cósmico

Descoberta acidental por estudante, estrela de nêutrons guia cientistas e espaçonaves como um farol cósmico.

Pulsares

Visualize os pulsares como faróis cósmicos, iluminando a vastidão do espaço sideral. Essas estrelas de nêutrons, supercompactadas e de alta rotação, produzem um campo magnético excepcionalmente eficiente. Quando o eixo do pulsar não coincide com seus polos magnéticos, surge um fluxo de radiação que gira, semelhante a um farol, criando intensos pulsos de radiação. Tal fenômeno fica intensamente cristalino quando visualizado através de ilustrações.

A descoberta desses elementos astronômicos fascinantes se deu em 1967. A estudante Jocelyn Bell encontrou estranhos pulsos de rádio que aparentemente vinham de uma região celeste entre as estrelas Vega e Altair. Devido à incompreensão do que causava esses pulsos, Bell e seu professor os apelidaram de LGM (Little Green Men ou “homenzinhos verdes”), postulando a possibilidade de serem tentativas de comunicação de uma civilização alienígena avançada.

Bell não tinha conhecimento ainda, mas acabara de descobrir a primeira estrela de nêutrons – objetos que já estavam na mira de astrofísicos muito antes, sendo elementos chave na incessante busca da humanidade pela compreensão do nosso universo. A teoria sobre a existência dessas estrelas de nêutrons foi proposta inicialmente por Walter Baade e Fritz Zwicky em 1934, onde eles deveriam ser os corpos resultantes de uma explosão de supernova.

Estruturalmente, são estrelas densas composta majoritariamente de nêutrons. Surgem quando estrelas de massa oito vezes superior ao sol esgotam seu combustível nuclear, interrompendo a geração de energia que contrabalança sua imensa gravidade. O resultado disso é uma espécie de colapso estelar, em que a estrela “cai” sobre si mesma, os elétrons de seus átomos comprimidos contra o núcleo até se fundirem com os prótons formando nêutrons, dando origem a uma estrela de nêutrons.

Essa teoria foi postulada por Lodewijk Woltjer em 1964, que argumentou que quando estrelas colapsam mantêm seu fluxo magnético, resultando em estrelas de nêutrons com um campo magnético extremamente intenso. Pouco depois dessa teoria, antes ainda da descoberta dos pulsares, Franco Pacini, um astrofísico italiano sugeriu que uma estrela de nêutrons rotativa com um campo magnético intenso, emitiria radiação.

Com a descoberta de Jocelyn Bell, Thomas Gold apresentou um modelo de estrela de nêutrons rotativa semelhante ao proposto por Pacini e argumentou que esse modelo poderia explicar os pulsos de radiação observados por Bell. Ou seja, não eram sinais de civilizações alienígenas, mas um pulsar!

Os Pulsares não são meros objetos de estudo. Esses objetos conhecidos por sua densidade e campo magnético intenso, possuem um grau extremamente confiável de regularidade de emissão e podem ser utilizados como um relógio de precisão comparáveis aos relógios atômicos.

Além disso, os pulsares possuem papel fundamental no estudo do meio interestelar. Podem interagir com os gases, poeira e elétrons livres espalhados no espaço, causando atrasos detectáveis ​​no pulso em diferentes frequências do espectro, auxiliando a ciência na compreensão da estrutura e dinâmica do meio interestelar na nossa galáxia e além.

Notavelmente útil, pulsares orbitando buracos negros podem ser usados para medir a curvatura do espaço-tempo em regiões de intenso campo gravitacional. Isso permite aos cientistas estudar, com muita precisão, a gravidade e as propriedades dos buracos negros e testar as previsões da teoria da relatividade geral de Einstein.

Além de todas essas capacidades, pulsares têm uma função prática significativa como GPS espacial, com os sinais periodicos de raio-X que smitem sendo usados para localizar espaçonaves enquanto navegam pelo espaço profundo. Isso equivale a um sistema de navegação galáctica que poderia fornecer uma localização precisa de até 5 km, mesmo em viagens a trilhões de quilômetros de distância.