Crédito de imagem: NASA
É possível que a taxa de rotação dos pulsares seja limitada pela radiação gravitacional, de acordo com os novos dados coletados pelo Rossi X-Ray Timing Explorer da NASA - um fenômeno previsto por Albert Einstein. Os cientistas acreditam que, à medida que o pulsar acelera, ele se achata e as distorções em sua forma fazem com que ele emane ondas de gravidade que o impedem de girar tão rápido que se afasta.
A radiação gravitacional, ondulações na estrutura do espaço prevista por Albert Einstein, pode servir como um fiscal cósmico do tráfego, protegendo os pulsares imprudentes de girarem muito rápido e se afastarem, de acordo com um relatório publicado na edição de 3 de julho da Nature.
Os pulsares, as estrelas giratórias mais rápidas do Universo, são os restos centrais das estrelas explodidas, contendo a massa do nosso Sol comprimida em uma esfera de cerca de 16 quilômetros de diâmetro. Alguns pulsares ganham velocidade puxando gás de uma estrela vizinha, atingindo taxas de rotação de quase uma revolução por milissegundo, ou quase 20% da velocidade da luz. Esses pulsares de “milissegundos” se separariam se ganhassem muito mais velocidade.
Usando o Rossi X-Timing Explorer da NASA, os cientistas encontraram um limite para a velocidade com que um pulsar gira e especulam que a causa é a radiação gravitacional: quanto mais rápido um pulsar gira, mais radiação gravitacional pode liberar, pois sua forma esférica requintada se torna levemente. deformado. Isso pode restringir a rotação do pulsar e salvá-lo da obliteração.
"A natureza estabeleceu um limite de velocidade para rotações pulsares", disse o Prof. Deepto Chakrabarty, do Massachusetts Institute of Technology, principal autor do artigo. “Assim como os carros que correm em uma rodovia, os pulsares que giram mais rápido tecnicamente podem ir duas vezes mais rápido, mas algo os impede antes que eles se separem. Pode ser a radiação gravitacional que impede que os pulsares se destruam. ”
Os co-autores de Chakrabarty são os drs. Edward Morgan, Michael Muno e Duncan Galloway, do MIT; Rudy Wijnands, Universidade de St. Andrews, Escócia; Michiel van der Klis, Universidade de Amsterdã; e Craig Markwardt, Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA. Wijnands também lidera uma segunda carta da Nature complementando essa descoberta.
As ondas gravitacionais, análogas às ondas no oceano, são ondulações no espaço-tempo quadridimensional. Essas ondas exóticas, previstas pela teoria da relatividade de Einstein, são produzidas por objetos maciços em movimento e ainda não foram detectadas diretamente.
Criado em uma explosão estelar, um pulsar nasce girando, talvez 30 vezes por segundo, e diminui ao longo de milhões de anos. No entanto, se o pulsar denso, com seu forte potencial gravitacional, estiver em um sistema binário, ele pode extrair material de sua estrela companheira. Esse influxo pode aumentar o pulsar até a faixa de milissegundos, girando centenas de vezes por segundo.
Em alguns pulsares, o material acumulado na superfície é ocasionalmente consumido por uma explosão termonuclear maciça, emitindo uma explosão de luz de raios X com duração de apenas alguns segundos. Nessa fúria existe uma breve oportunidade de medir a rotação de pulsares fracos. Os cientistas relatam na Nature que um tipo de cintilação encontrado nessas explosões de raios-X, chamado "oscilações de explosão", serve como uma medida direta da taxa de rotação do pulsar. Estudando as oscilações de explosão de 11 pulsares, eles não encontraram nenhum girando mais rápido que 619 vezes por segundo.
O Rossi Explorer é capaz de detectar pulsares girando tão rapidamente quanto 4.000 vezes por segundo. Prevê-se que a ruptura do pulsar ocorra de 1.000 a 3.000 rotações por segundo. No entanto, os cientistas não encontraram nada tão rápido. > Da análise estatística de 11 pulsares, eles concluíram que a velocidade máxima vista na natureza deve estar abaixo de 760 rotações por segundo.
Esta observação apóia a teoria de um mecanismo de retroalimentação envolvendo radiação gravitacional que limita a velocidade do pulsar, proposto pelo Prof. Lars Bildsten da Universidade da Califórnia, Santa Barbara. À medida que o pulsar aumenta a velocidade através da acumulação, qualquer ligeira distorção na crosta densa e espessa de metal cristalino da estrela permitirá que o pulsar irradie ondas gravitacionais. (Visualize uma bola de rugby oblonga e giratória na água, o que causaria mais ondulações que uma bola de basquete esférica.) Uma taxa de rotação de equilíbrio é finalmente alcançada onde o movimento angular derramado pela emissão de radiação gravitacional coincide com o momento angular sendo adicionado ao pulsar por sua estrela companheira.
Bildsten disse que o acúmulo de pulsares de milissegundos poderia eventualmente ser estudado com mais detalhes de uma maneira totalmente nova, através da detecção direta de sua radiação gravitacional. O LIGO, o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser agora em operação em Hanford, Washington e em Livingston, Louisiana, acabará ajustando a frequência com a qual espera-se que os pulsares de milissegundos emitam ondas gravitacionais.
"As ondas são sutis, alterando o espaço-tempo e a distância entre os objetos tão distantes quanto a Terra e a Lua em muito menos que a largura de um átomo", disse o professor Barry Barish, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, diretor do LIGO. “Como tal, a radiação gravitacional ainda não foi detectada diretamente. Esperamos mudar isso em breve. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
