quinta-feira, 20 de janeiro de 2011

Os Pulsares

Os pulsares nascem quando estrelas muito maiores do que o Sol entram em colapso, gerando as explosões conhecidas como supernovas. Depois da explosão, resta um núcleo denso incrivelmente pequeno, conhecido como uma estrela de nêutrons.

Ao nascer, essas estrelas de nêutrons, que contêm o material mais denso conhecido no Universo, giram rapidamente, alcançando até uma centena de rotações por segundo.

Observadores distantes, como os astrônomos aqui da Terra, veem seus feixes rotativos de radiação como se fossem pulsos, o que lhes valeu o nome de pulsares.

Os pulsares foram descobertos casualmente em 1967 por Joselyn Bell, que era uma estudante de doutorado. Seu projeto de pesquisa, dirigido por Antony Hewish, consistia no estudo do meio interestelar. Queriam estudar pequenas, porém rápidas, variações em sinais de rádio, devidas à mudança nas condições do gás que existe entre as estrelas e esperavan ver variações aleatórias que durariam frações de segundo.

Inesperadamente Joselyn, cuja preocupação principal era a de terminar sua tese o mais rápido possível para poder achar algum bom trabalho, encontrou uns pulsos extremamente regulares, como se originassem de um relógio. Cada 1.3 segundos o sinal detectado se repetia. Isto era tão inusitado que a primeira impressão foi que algo estava mal, de que havia algum problema nos instrumentos. Esta idéia foi rapidamente descartada e o transtorno chegou ao ponto de cogitar-se se seriam sinais emitidos por alguma civilização extra-terrestre que queria se por em contato conosco. Joselyn chegou mesmo a dizer: ``..porque logo agora que tenho tanta pressa?''

O descobrimento era inusitado por sua curta duração e pela exatidão de sua periodicidade. Por um lado, as estrelas evoluem em bilhões de anos e essas são as durações normais dos processos astrofísicos. Algo que produzisse pulsos de somente um segundo de duração deveria ser extremamente pequeno, definitivamente menor que a distância entre a Terra e a Lua. Por outro lado, a regularidade dos pulsos só podia ser interpretado como a vibração ou a rotação de um objeto. No ano seguinte foi descoberto um segundo pulsar, na nebulosa de Caranguejo, com um período de somente 33 milésimos de segundo. Isto indicava a rotação de um objeto de menos de 150 quilômetros de diâmetro (o Sol tem 1.400.000 quilômetros de diâmetro). Como poderia um objeto tão pequeno ser observado a tal distância?

A incógnita durou pouco tempo. De fato, os astrofísicos teóricos se haviam antecipado 40 anos ao problema. Fowler em 1926 sugeriu a possível existência de estrelas superdensas, e Landau em 1932 deu um modelo de como poderia ser sua estrutura; Zwicky em 1934 previu que, ao explodir uma supernova, o núcleo da estrela poderia comprimir-se e formar uma estrela deste tipo. En 1939, Robert Oppenheimer, calculou em detalhe (com papel e lápis) a estrutura de estrelas superdensas `` hipotéticas'', formadas por nêutrons praticamente em contato. Desde há 25 anos sabemos que os pulsares são de fato estas estrelas de nêutrons e que giram muito rapidamente sobre o seu eixo. Os modelos de computador nos dizem que têm uma massa 40% maior que a do Sol contida em um diâmetro de apenas 20 quilômetros. Isto significa que um cubo de um centímetro de lado desta matéria pesa 100 milhões de toneladas. As estrelas de nêutrons se acham no limite da densidade que pode ter a matéria: o passo seguinte é um buraco negro.


Durante os 27 anos transcorridos desde o descobrimento do primeiro pulsar foram descobertos cerca de 600 destes objetos. Os pulsares são laboratórios astrofísicos inigualáveis já que:

* sua densidade é comparável a do núcleo dos átomos, iirreproduzíveis na Terra. Sua densidade dá lugar a campos gravitacionais só superados pelos buracos negros, porém mais fáceis de se medir.
* o mais rápido dos pulsares dá 600 voltas sobre seu eixo em um segundo. Para tanto, sua superfície roda a 36.000 quilômetros por segundo.
* as estrelas de nêutrons têm os campos magnéticos mais intensos que se conhecem no Universo, milhões de vezes mais fortes que os produzidos em qualquer laboratório terrestre.
* em alguns casos a regularidade de suas pulsação é igual ou maior que a precisão dos relógios atômicos - os melhores que temos. Existem propostas para empregar alguns pulsares como padrões para medição de tempo.
* o pulsar binário de nome PSR1913+16, um sistema de duas estrelas de nêutrons girando uma ao redor da outra, é um laboratório único para provar a teoria geral da relatividade formulada por Einstein há 80 anos. Esta teoria prediz que o comportamento de um relógio em um campo gravitacional intenso é distinto daquele na ausência de tal campo. O próprio Einstein dificilmente haveria imaginado um lugar melhor para por suas idéias em prova. Se houvesse vivido mais de 100 anos, teria visto como o comportamento deste pulsar binário se ajusta com impressionante detalhe às previsões de sua teoria. Os descobridores deste objeto, Taylor e Hewish, o estudaram minuciosamente por cerca de 20 anos e por este trabalho receberam o prêmio Nobel de física.

Varios prêmios Nobel foram outorgados por trabalhos neste campo, incluindo o que recebera o astrofísico indu Chandrasekhar. No caso do descobrimento do primeiro pulsar, persiste a impressão de que existiu uma injustiça já que este prêmio foi outorgado a Antony Hewish, primeiro autor do artigo onde se anuncia o descobrimento e não a Joselyn Bell, apesar de haver sido ela quem encontrou o primeiro pulsar. Com o tempo a comunidade astronômica reconheceu o mérito de Bell. Resta dizer se suas preocupacões iniciais foram infundadas, e se teve alguma dificuldade para encontrar trabalho.

O video abaixo explica a formação e as possiveis consequencias para um sistema solar caso seu sol acabe se tornando um pulsar.



Fonte:
http://www.inovacaotecnologica.com.br
http://www.if.ufrj.br

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