Misteriosa explosão de pulsar libera os fótons mais energéticos já vistos

Uma ilustração do pulsar Vela com partículas aceleradas e lançadas quase à velocidade da luz pelo seu campo magnético. (Imagem via Laboratório de Comunicação Científica para DESY)

DOI: 10.1038/s41550-023-02052-3
Credibilidade: 989
#Pulsar 

Os pulsares são conhecidos por sua regularidade e estabilidade. Estas estrelas de nêutrons de rotação rápida emitem ondas de rádio com pulsos tão consistentes que os astrônomos podem usá-las como uma espécie de relógio cósmico.

Mas recentemente um pulsar emitiu raios gama com uma energia tremenda. Os raios gama foram os fótons mais energéticos já observados, com energias de mais de 20 teraelétron-volts, e os astrônomos estão lutando para entender como isso é possível.

Os resultados foram publicados na Nature Astronomy, que descreve a explosão de raios gama que emana do Vela Pulsar.

Os raios gama Vela foram detectados pelo Sistema Estereoscópico de Alta Energia (HESS). Raios gama de alta energia já foram vistos em pulsares antes, então essa parte não é surpreendente.

As estrelas de nêutrons têm campos magnéticos tremendamente fortes e, quando partículas carregadas são capturadas nesses campos, elas podem ser aceleradas a uma grande fração da velocidade da luz, o que faz com que emitam luz.

Cenários onde partículas aceleradas podem criar raios gama de alta energia. (A Colaboração HESS)

Os campos magnéticos são mais fortes nos pólos magnéticos da estrela de nêutrons, razão pela qual muitas vezes emitem poderosos feixes de luz de rádio. Quando esses feixes, ou cones de luz, passam em nossa direção devido à rotação da estrela de nêutrons, vemos os pulsos regulares de luz que chamamos de pulsares.

Mas, neste caso, os raios gama são mais intensos do que os campos magnéticos das estrelas de nêutrons deveriam produzir. O campo magnético de Vela é intenso, mas isso por si só não explica por que essas explosões de raios gama são tão poderosas.

No entanto, a equipe notou que o cone de luz energético do Vela Pulsar é invulgarmente largo. Isto poderia ser uma pista de como ele gera partículas de alta energia.

Uma ideia é que as partículas carregadas estão inicialmente a ser aceleradas num círculo muito mais amplo e, à medida que o campo magnético as atrai para o cone de luz, elas já estão energizadas. Outra é que uma combinação de fortes campos magnéticos e um fluxo volumoso de vento estelar hiperacelera as partículas.

Cientistas descobrem os raios gama mais energéticos de um pulsar de todos os tempos

Serão necessárias mais pesquisas para definir a resposta. Mas esta descoberta mostra que a interacção de campos magnéticos intensos e partículas carregadas pode ocorrer de formas inesperadas, e os limites superiores de energia não estão limitados pelos nossos modelos tradicionais.

Isto tem implicações para outros campos magnéticos poderosos, como os que se encontram nas proximidades dos buracos negros.


Publicado em 13/10/2023 12h25

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