Pela primeira vez, o Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA detectou um novo grupo de pulsares usando apenas suas emissões de raios gama, na ausência de sinais de rádio transmitidos para a Terra. Os 16 novos objetos são relatados na edição desta semana de Science Express, em um estudo baseado na Universidade da Califórnia em Santa Cruz.
Um pulsar é uma estrela de nêutrons que gira rapidamente, o núcleo denso deixado para trás após uma explosão de supernova. A maioria dos 1.800 pulsares conhecidos foi encontrada através de suas emissões periódicas de rádio.
"Estes são os primeiros pulsares já detectados apenas pelos raios gama e já encontramos 16", disse o co-autor Robert Johnson, físico da UC Santa Cruz. "A existência de uma grande população de pulsares silenciosos era suspeita antes disso, mas até o Fermi ser lançado, apenas um pulsar silencioso era conhecido e foi detectado pela primeira vez em raios-x".
Dos 16 pulsares de raios gama, 13 estão associados a fontes de raios gama não identificadas detectadas anteriormente pelo instrumento EGRET no Observatório de raios gama de Compton. O EGRET detectou quase 300 fontes de pontos de raios gama, mas não conseguiu detectar pulsações dessas fontes, a maioria das quais não foi identificada, disse Pablo Saz Parkinson, também pesquisador de pós-doutorado do SCIPP e autor correspondente do artigo.
"Tem sido uma pergunta de longa data o que poderia estar alimentando essas fontes não identificadas, e os novos resultados da Fermi nos dizem que muitos deles são pulsares", disse Saz Parkinson. "Essas descobertas também estão nos dando pistas importantes sobre o mecanismo de emissão de pulsares".
Um pulsar emite feixes estreitos de ondas de rádio dos pólos magnéticos da estrela de nêutrons, e os feixes varrem como um farol, porque os pólos magnéticos não estão alinhados com o eixo de rotação da estrela. Se o feixe de rádio errar a Terra, o pulsar não poderá ser detectado pelos radiotelescópios. A capacidade de Fermi de detectar tantos pulsares de raios gama silenciosos de rádio indica que os raios gama são emitidos em um feixe que é mais amplo e mais parecido com um ventilador do que o feixe de rádio.
A equipe identificou os pulsares de raios gama nos dados do Telescópio de Grande Área (LAT) de Fermi. Marcus Ziegler, pesquisador de pós-doutorado da UC Santa Cruz e autor correspondente do artigo, disse que a detecção de pulsações de raios gama de uma fonte típica requer semanas ou meses de dados do LAT.
"Do mais leve pulsar que estudamos, o LAT vê apenas dois fótons de raios gama por dia", disse Ziegler.
Os campos magnéticos e elétricos muito intensos de um pulsar aceleram as partículas carregadas quase até a velocidade da luz, e essas partículas são as principais responsáveis pelas emissões de raios gama.
Como a rotação da estrela alimenta as emissões, os pulsares isolados diminuem à medida que envelhecem e perdem energia. Mas uma estrela companheira binária pode alimentar o material com um pulsar e girá-lo até uma taxa de rotação de 100 a 1.000 vezes por segundo. Estes são chamados de pulsares de milissegundos, e os cientistas da Fermi detectaram pulsações de raios gama de oito pulsares de milissegundos que foram descobertos anteriormente em comprimentos de onda de rádio. Esses resultados são relatados em um segundo estudo também publicado na edição de 2 de julho da Science Express.
"O Fermi tem um poder verdadeiramente sem precedentes para descobrir e estudar pulsares de raios gama", disse Paul Ray do Laboratório de Pesquisa Naval em Washington. "Desde o desaparecimento do Observatório de raios gama Compton, há uma década, nos perguntamos sobre a natureza das fontes não identificadas de raios gama detectadas em nossa galáxia. Esses estudos de Fermi levantam o véu sobre muitos deles. ”
Legenda da imagem principal: este mapa a céu aberto mostra as posições de 16 novos pulsares (amarelo) e oito pulsares de milissegundo (magenta) estudados usando o LAT de Fermi. Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration
Fontes: Ciência e UC Santa Cruz, via Eurekalert.
