INTEGRAL descobre pulsar com velocidade de rotação recorde

2005-03-01

Diagrama de um pulsar.
Uma fonte brilhante de 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.
, até então desconhecida, foi detectada pelo INTEGRAL
INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL)
O INTEGRAL é um observatório espacial de raios gama da ESA, com cooperação da Rússia e dos Estados Unidos da América, lançado em Outubro de 2002. Esta missão é especialmente dedicada à espectroscopia e obtenção de imagens de alta resolução de fontes de raios gama dentro do intervalo de energia dos 15 keV aos 10 MeV, com monitorização simultânea em raios-X (4-35 keV) e no óptico (banda V, centrada nos 550 nm). Entre outros sucessos, o INTEGRAL já efectou medições espectrais de fontes raios gama, detectou fulgurações de raios gama e mapeou o plano galáctico.
(ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) em Dezembro de 2004 e baptizada de J00291+5934. As observações que se realizaram nas semanas seguintes, à medida que a fonte se tornava mais fraca, mostraram que J00291+5934 é o pulsar que se conhece com maior velocidade de rotação sobre si mesmo.

J00291+5934 é um binário de raios-X
sistema binário de raios-X
Um sistema binário de raios-X é um caso especial de um sistema binário de estrelas, no qual uma das componentes é uma estrela normal e a outra é uma estrela que colapsou: uma anã branca, uma estrela de neutrões, ou um buraco negro. Estes pares de estrelas produzem raios-X quando as estrelas estão suficientemente próximas de forma a que a estrela que colapsou consegue roubar material à estrela normal.
. Estes binários formam-se quando, num sistema binário, uma das estrelas
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.
explode como supernova
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
e, ao colapsar, forma uma estrela 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.
. As estrelas 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.
são incrivelmente densas: com uma massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
pouco maior do que a massa do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
(1,4 a 3 massas solares
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.
), o seu raio tem entre 10 e 20 km!

O campo gravitacional à volta da estrela de neutrões faz com que matéria da estrela companheira seja puxada para a estrela de neutrões. O 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.
da estrela de neutrões obriga a matéria em acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
a ser canalizada para pontos quentes da superfície da estrela de neutrões, onda emite radiação X e 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.
. Um pulsar é observado quando flashes regulares dos pontos quentes se observam à medida que a estrela de neutrões roda sobre si mesma. O efeito é semelhante aos flashes periódicos que se observam quando um feixe de luz se encontra em rotação num farol.

O mais surpreendente foi a medição da velocidade de rotação de J00291+5934: este pulsar roda a aproximadamente 600 vezes por segundo, o que é equivalente à superfície do pulsar mover-se a 30000 km/s. É o pulsar que se conhece que roda mais depressa! O período orbital
período orbital
O tempo necessário para que um corpo descreva uma órbita completa e fechada em torno de outro corpo.
do sistema também é impressionante: as duas estrelas orbitam uma a outra em cada 2,5 horas, estando separadas por, aproximadamente, a mesma distância que a Lua
Lua
A Lua é o único satélite natural da Terra.
e a Terra!

A descoberta deste pulsar oferece uma excelente oportunidade para se estudarem os efeitos de forças tão extremas na rotação de material tão exótico como um estrela de neutrões. É possível que existam outros objectos com velocidades de rotação incríveis e provavelmente o INTEGRAL descobrirá uns tantos em breve. Esta descoberta foi publicada na revista Astronomy and Astrophysics, sendo S. Shaw (Universidade de Southampton, Reino Unido) o primeiro autor.

Fonte da notícia: http://www.soton.ac.uk/Press/PressReleases/Name,5288,en.php