Astrônomos detectaram o pulsar mais brilhante de todos os tempos fora da nossa galáxia

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Impressão artística do pulsar. Créditos: Carl Knox / ARC Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais, OzGrav.

Por Peter Dockrill
Publicado na ScienceAlert

Cientistas detectaram o pulsar mais brilhante já observado fora da Via Láctea, revelando a verdadeira identidade de um objeto luminoso distante anteriormente confundido com uma galáxia distante.

Os pulsares são estrelas de nêutrons incrivelmente densas que emitem feixes de radiação eletromagnética de seus polos.

Devido à maneira como esses objetos giram rapidamente, suas emissões de alta energia aparecem como pulsos curtos e periódicos quando observados de outro lugar no espaço, como um farol cósmico vislumbrado intermitentemente de longe.

Desde sua descoberta na década de 1960 pela astrofísica irlandesa Jocelyn Bell, mais de 2.000 pulsares foram detectados, mas a grande maioria desses objetos brilhantes e giratórios estão localizados dentro de nossa própria galáxia.

O pulsar visto através da luz polarizada. Crédito: Yuanming Wang.

O pulsar recém-descoberto – chamado PSR J0523−7125 – representa a descoberta muito mais rara de um pulsar extragaláctico, localizado bem além dos limites da Via Láctea, neste caso dentro da Grande Nuvem de Magalhães.

O PSR J0523−7125 foi descoberto por cientistas usando a matriz de radiotelescópios Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) na Austrália, e a descoberta foi possível observando o céu em busca de emissões de pulsar polarizadas – uma técnica que os pesquisadores comparam ao equivalente astronômico de usar óculos escuros.

“Esta foi uma surpresa incrível”, explica o astrofísico Yuanming Wang, do CSIRO da Austrália, doutorando na Universidade de Sydney e o autor principal de um novo estudo sobre o PSR J0523−7125. “Eu não esperava encontrar um novo pulsar, muito menos o mais brilhante. Mas com os novos telescópios aos quais agora temos acesso, como o ASKAP e seus óculos de sol, é realmente possível”.

De acordo com os pesquisadores, o PSR J0523−7125 é cerca de 10 vezes mais luminoso do que qualquer outro pulsar extragaláctico observado anteriormente. Então, por que passou despercebido até então?

PSR J0523−7125 obscurecido por outras fontes de luz em dados não polarizados. Crédito: Yuanming Wang.

A resposta tem a ver com a forma como os pulsares são detectados. Tradicionalmente, os procedimentos que buscam por pulsares procuram por pulsos periódicos – o efeito de cintilação semelhante a um farol à medida que o pulsar emite radiação em rajadas curtas e observáveis.

Mas os astrônomos precisam recorrer a outras maneiras de detectar pulsares mais evasivos que demonstrem periodicidade menos previsível ou outras características ambíguas em sua luz emitida.

“Os pulsares anormais, como sistemas binários de período orbital curto ou objetos fortemente dispersos, são mais difíceis de detectar”, escreveram os pesquisadores em seu novo estudo.

Em casos como esse, uma possível solução alternativa é procurar sinais de luz circularmente polarizada emitida pelos objetos.

Até o momento, apenas algumas observações em grande escala que podem captar a emissão de polarização circular foram realizadas, com uma delas sendo realizada pela matriz ASKAP.

Aqui, em um projeto de pesquisa chamado VAST, os pesquisadores filtraram os dados do ASKAP procurando por fontes variáveis ​​e transitórias de fenômenos emissores de luz. Eles identificaram PSR J0523−7125 como um pulsar, confirmando a descoberta com observações de acompanhamento do radiotelescópio sul-africano MeerKAT e do Observatório Parkes do CSIRO na Austrália.

Antenas na matriz do radiotelescópio ASKAP. Créditos: Alex Cheney / CSIRO.

“Devemos esperar encontrar mais pulsares usando esta técnica”, explicou a autora sênior e astrofísica Tara Murphy, da Universidade de Sydney. “Esta é a primeira vez que conseguimos procurar pela polarização de um pulsar de forma sistemática e rotineira”.

De acordo com os pesquisadores, o PSR J0523−7125 excede os limites teóricos anteriores de luminosidade de quão brilhantes os pulsares na Grande Nuvem de Magalhães podem ser, mostrando que seu brilho está no mesmo nível dos objetos vistos na Via Láctea.

Embora os pulsares extragalácticos ainda sejam uma raridade relativa, nossa capacidade de descobri-los – e outros tipos de pulsares que são difíceis de encontrar através de métodos tradicionais – só deve aumentar a partir deste ponto, graças à crescente disponibilidade de pesquisas contínuas de rádio em larga escala e telescópios futuros, como o próximo projeto Square Kilometer Array que está sendo construído na África do Sul.

“Com instrumentos aprimorados na era do Square Kilometer Array, grandes campos de visão instantâneos e grande sensibilidade serão ainda mais comuns, levando à detecção de um grande número de fontes de rádio no céu”, explicaram os pesquisadores. “Os radiotelescópios de próxima geração aprimorados e o número crescente de pesquisas de comprimento de onda em larga escala trarão grandes quantidades de dados com grande sensibilidade e resolução, dando-nos uma oportunidade sem precedentes de identificar mais pulsares (mesmo pulsares extragalácticos mais distantes do que as Nuvens de Magalhães)”.

As descobertas são relatadas no The Astrophysical Journal.