Pulsar apanhado a mover-se pelo espaço a uma velocidade de Mach 20

2003-11-13

Geminga atravessa o espaço a 20 vezes a velocidade do som, com grossas caudas que emitem raios-X e que se estendem por cerca de 3 mil milhões de quilómetros desde a pequena e densa esfera com um diâmetro de apenas 19 km. Geminga, situado na constelação de Gémeos, é o pulsar mais próximo da Terra, a apenas uns 500 anos-luz. Crédito: ESA/XMM-Newton/Caraveo et al.
Uma equipa de astrónomos italianos obteve uma imagem de um pulsar a "voar" pelo espaço a 20 vezes a velocidade do som. Duas caudas gémeas, visíveis em raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
, estendem-se por 3000 milhões de quilómetros desde a pequena e densa esfera de apenas 19 km de diâmetro. Este pulsar, conhecido por Geminga, é o pulsar mais próximo da Terra que se conhece, a apenas 500 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
de distância.

As observações obtidas com o observatório espacial de raios-X XMM-Newton
X-ray Spectroscopy Multi-Mirror Mission (XMM-Newton)
Satélite de raios-X da Agência Espacial Europeia colocado em órbita no dia 10 de Dezembro de 1999, com a ajuda de um foguetão Ariane 5. Este satélite é o segundo de uma série de missões no âmbito do programa espacial europeu de longo termo Horizon 2000.
(ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
), mais do que uma imagem bonita, proporcionam uma visão única do conteúdo e da densidade
densidade
Em Astrofísica, densidade é o mesmo que massa volúmica: é a massa por unidade de volume.
do meio interestelar
meio interestelar
O meio interestelar é constituído por toda a matéria existente no espaço entre as estrelas. Cerca de 99% da matéria interestelar é composta por gás, sendo os restantes 1% dominados pela poeira. A massa total do gás e da poeira do meio interestelar é cerca de 15% da massa total da matéria observável da nossa galáxia, a Via Láctea. A matéria do meio interestelar existe em diferentes regimes de densidade e temperatura, como por exemplo as nuvens moleculares (frias e densas) ou o gás ionizado (quente e ténue).
que está a abrandar o movimento de Geminga. Permite ainda estimar, de um modo independente, propriedades básicas do pulsar, tais como a sua massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
, o seu raio, a intensidade do seu campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
e a velocidade a que o pulsar foi ejectado aquando do seu nascimento a partir de uma grande explosão estelar.

Esta nova e impressionante imagem resulta do movimento de Geminga ser quase transversal à nossa linha de visão. As caudas parecem ser as extremidades brilhantes de uma onda de choque
onda de choque
Uma onda de choque é uma variação brusca da pressão, temperatura e densidade de um fluído, que se desenvolve quando a velocidade de deslocação do fluído excede a velocidade de propagação do som.
tridimensional esculpida por Geminga, tal como o rasto de um navio no mar.

Um pulsar é uma estrela de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
que gira muito rapidamente, emitindo impulsos de radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
em cada rotação. Estes impulsos são canalizados por linhas de força de um forte campo magnético, de forma análoga ao feixe de luz de um farol. A estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de neutrões
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
é o núcleo que resta de uma estrela de massa elevada, com pelo menos oito vezes a massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
, que explodiu.

A maioria dos pulsares emite ondas de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
. No entanto, Geminga é silencioso no rádio. Aquando da sua descoberta, Geminga foi de início considerada uma fonte que emitia apenas raios gama
raios gama
Os raios gama são a componente mais energética e mais penetrante de toda a radiação electromagnética. Os fotões gama possuem energias elevadíssimas, tipicamente superiores a 10 keV, às quais correspondem comprimentos de onda inferiores a umas décimas do Ångstrom. Este tipo de radiação é, por exemplo, emitido espontaneamente por núcleos atómicos de algumas substâncias radioactivas.
, e só posteriormente é que foi detectado em raios-X e no óptico. Por processos ainda não totalmente compreendidos, Geminga é a segunda fonte de raios gama mais brilhante no céu. Os raios gama são produzidos pela aceleração
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
de electrões
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
e positrões
positrão
O positrão é a antipartícula do electrão.
(a antipartícula
antipartícula
Uma antipartícula é uma partícula elementar com a mesma massa que uma partícula comum, mas com todas as outras propriedades, tais como a carga eléctrica, ou o momento magnético, de sinal oposto. No caso do fotão, a partícula é a sua própria antipartícula.
do electrão) a altas velocidades à medida que o pulsar gira como um dínamo, quatro vezes por segundo.

As caudas de Geminga visíveis em raios-X foram uma descoberta surpreendente. Ao mover-se pelo espaço, Geminga cria uma onda de choque que, por um lado, comprime o gás do meio interestelar, e por outro, amplifica o campo magnético do pulsar por um factor de quatro.

Até agora pensava-se que os electrões se converteriam em raios gama emitidos nas proximidades de Geminga. A detecção de grandes caudas de radiação X mostra claramente que assim não é, que muitos electrões se estão a escapar. Como bónus, a espessura e o brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
das caudas de raios-X permitem medir a densidade de matéria no meio interestelar.

Esta observação em raios-X de Geminga também proporciona pistas sobre a natureza de fontes de raios-X não identificadas. Das 271 fontes de raios gama de alta energia detectadas pelo telescópio EGRET (NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
), 170 permanecem sem identificação noutras bandas. Este objectos poderão ser pulsares de raios gama, tal como Geminga, mas no caso de Geminga a emissão no óptico e em raios-X é visível devido à sua proximidade da Terra. Somente se conhece uma dúzia de outros pulsares que não emitem no rádio, mas Geminga é o único com caudas.

Fonte da notícia: http://universe.nasa.gov/press/2003/030905a.html