Mistério: existem estruturas invisíveis flutuando na Via Láctea

Pesquisadores da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, estão utilizando pulsares, considerados os melhores relógios do universo, para identificar estruturas invisíveis flutuando na Via Láctea. A precisão dessas estrelas de nêutrons, que giram rapidamente emitindo pulsos de luz, está permitindo a detecção de objetos massivos desconhecidos que podem incluir planetas errantes, anãs brancas, anãs marrons ou até mesmo aglomerados de matéria escura.

Pulsares são um tipo de estrela de nêutrons que gira rapidamente e emite pulsos regulares de radiação eletromagnética, especialmente na forma de ondas de rádio. Eles são remanescentes de estrelas massivas que explodiram como supernovas. A rápida rotação e o forte campo magnético dos pulsares fazem com que emitam feixes de radiação de seus polos magnéticos.

Quando esses feixes passam pela Terra, podem ser detectados como pulsos regulares, daí o nome “pulsar”. Esses pulsos são extremamente precisos, tornando-os excelentes “relógios cósmicos” utilizados em diversas pesquisas astronômicas.

Teoria da relatividade geral e os pulsares

• A ideia crucial por trás da pesquisa da Universidade de Notre Dame vem da teoria da relatividade geral. Estar dentro de um campo gravitacional afeta a passagem do tempo.
• Portanto, o professor John LoSecco raciocinou que isso poderia ser mensurável, desde que se conheça muito bem a frequência com que esses pulsares emitem seus pulsos de luz.
• Felizmente para sua ideia, muitos grupos de cientistas têm trabalhado precisamente em catálogos como este.
• O objetivo desses catálogos é a criação do Pulsar Timing Array.
• Usando os pulsos e conhecendo-os com precisão suficiente, é possível usar esses objetos estelares como um observatório de ondas gravitacionais, abrangendo milhares de anos-luz.
• No entanto, obter a precisão necessária foi uma verdadeira façanha.

Removendo o movimento

“O pulsar não existe isoladamente. Esses pulsos vêm desses pulsares de milissegundos, muitos dos quais são encontrados em sistemas binários. Portanto, eles estão se movendo, estão em órbita ao redor de outro objeto. E assim você tem que remover todo esse movimento. A Terra está se movendo ao redor do Sol. Você tem que remover esse movimento. Você tem que remover todo esse movimento para obter o tempo real de chegada”, explicou o professor LoSecco, da Universidade de Notre Dame, ao IFLScience.

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Se você remover o movimento, terá o intervalo preciso dos pulsos. E se um objeto massivo passar na frente do seu pulsar, de repente o pulso se prolonga. Um objeto com a massa do Sol criaria um atraso de 10 microssegundos. Isso é minúsculo em termos de tempo humano, mas para a precisão no Pulsar Timing Array, é um grande valor.

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Detectando objetos massivos

“Havia 12 candidatos e eles vêm de oito pulsares independentes”, disse LoSecco ao IFLScience. O catálogo de pulsares utilizou 65 pulsares de milissegundos que foram rastreados por até 10.000 dias. Alguns eventos são muito estatisticamente significativos. As massas envolvidas podem ser relativamente pequenas. Um dos objetos tinha cerca de um quinto da massa do Sol.

Se essas detecções de candidatos forem reais, a questão é: o que são eles? Eles poderiam ser planetas errantes massivos — objetos planetários que foram expulsos de seus sistemas planetários. Poderiam ser pequenos objetos estelares como uma anã marrom ou uma anã branca. Poderiam ser aglomerados de matéria escura, flutuando pela galáxia. O astrônomo é franco ao afirmar que ainda não podemos determinar.

“Fui avisado para não chamá-los de planetas, não chamá-los de matéria escura, apenas chamá-los de concentrações de massa porque, apenas olhando pelo rádio, você não pode determinar o que são. Nem posso garantir que sejam escuros. Podem ser uma anã marrom ou algum tipo de anã branca ou outra coisa”, disse o professor LoSecco ao IFLScience.

Progresso e perspectivas futuras

A pesquisa é um trabalho empolgante em andamento e LoSecco está ansioso para ouvir as ideias e opiniões de outros cientistas sobre o trabalho. “Estou procurando pessoas para criticar porque isso me dá ideias do que voltar e examinar e ser cético quanto ao resultado”, disse ele.

O professor LoSecco apresentou suas descobertas na Reunião Nacional de Astronomia desta semana na Universidade de Hull.

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