Os astrônomos desenvolveram uma nova técnica para determinar com precisão as idades dos pulsares de milissegundos, as estrelas que mais giram no universo. Sabe-se que o método padrão para estimar a idade dos pulsares produz resultados não confiáveis, especialmente para os pulsares de milissegundos de rotação rápida, disse Bülent Kiziltan, estudante de astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia em Sant a Cruz. "Uma determinação precisa das idades dos pulsares é de fundamental importância, pois possui ramificações para entender a formação e evolução dos pulsares, a física das estrelas de nêutrons e outras áreas", disse ele.
Kiziltan vem trabalhando com Stephen Thorsett, professor de astronomia e astrofísica da UCSC, para estudar a evolução dos pulsares de milissegundos. Ele apresentou suas descobertas na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Pasadena na segunda-feira, 8 de junho.
Um pulsar é uma estrela de nêutrons em rotação rápida, o núcleo em colapso que permanece após uma estrela massiva explodir como uma supernova. O pulsar emite raios de ondas de rádio (assim como raios-x e raios gama) dos pólos magnéticos da estrela de nêutrons. Como os pólos magnéticos não estão alinhados com o eixo de rotação da estrela, os feixes varrem como um farol, enviando pulsos de ondas de rádio em direção a observadores na Terra. O período entre cada pulso de ondas de rádio corresponde à taxa de rotação da estrela de nêutrons.
“Na maioria dos casos, a única informação que temos é o pulso de rádio que recebemos dessas estrelas compactas. A partir desses pulsos, estamos tentando determinar as idades, massas e parâmetros orbitais - uma tarefa muito desafiadora ”, disse Kiziltan.
Os pulsares comuns tendem a girar algumas vezes por segundo e diminuem gradualmente com a idade, tornando-se fracos demais para serem detectados. Os pulsares de milissegundos, no entanto, giram centenas de vezes por segundo. Eles alcançam essas taxas de rotação extraordinárias puxando material de uma estrela companheira binária, um processo que transfere o momento angular do acompanhante para o pulsar.
"Esse processo de spin-up é essencialmente como administrar a RCP a um pulsar morto ou moribundo, dando-lhe uma segunda concessão da vida", disse Kiziltan.
A abordagem padrão para determinar a idade “característica” ou “spin-down” de um pulsar é baseada em dois parâmetros: o período entre os pulsos e a taxa na qual eles diminuem a velocidade. Kiziltan e Thorsett mostraram que esse método pode superestimar ou subestimar a idade de um pulsar por um fator de 10 quando aplicado a pulsares de milissegundos.
Para melhorar a precisão da técnica padrão, eles incorporaram restrições adicionais que surgem do processo de rotação e limites físicos no período máximo de rotação. "Modificamos os cálculos de idade para serem consistentes com essas restrições e mostramos que essa abordagem pode obter estimativas mais próximas da idade real do pulsar", disse Kiziltan.
Eles mostram que, em alguns casos, os pulsares de milissegundos que parecem jovens podem, de fato, ser vários bilhões de anos mais velhos. Em outros casos, os jovens pulsares de milissegundos podem imitar as características dos pulsares tão antigos quanto a própria galáxia.
Fontes: AAS, UCSC
