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O segredo dos pulsares duplos: por que eles são uma ótima ferramenta para testar a teoria da relatividade?
Entre os muitos objetos no universo, os pulsares binários atraíram a atenção generalizada devido às suas propriedades únicas e ao seu significado para a física. Um pulsar binário é um pulsar associado a uma estrela companheira, geralmente uma anã branca ou estrela de nêutrons. O seu forte ambiente de campo gravitacional torna-os objetos ideais para testar a teoria da relatividade de Einstein. Este artigo explora como os pulsares binários podem se tornar ferramentas poderosas para revelar os mistérios do universo.
A existência de pulsares duplos não só nos ajuda a compreender a natureza da gravidade, mas também nos fornece uma perspectiva única para observar a estrutura do espaço e do tempo.
Descoberta de pulsares duplos
A história dos pulsares binários começou em 1974, quando Joseph Horton Taylor e Russell Hales descobriram o PSR B1913+16 (comumente conhecido como pulsar binário Halls-Taylor) no Observatório de Arecibo). Este pulsar é caracterizado pelo facto de a frequência dos seus pulsos mudar ao longo do tempo, permitindo aos cientistas inferir que orbita a sua estrela companheira a altas velocidades.
As mudanças nos pulsos são como o tique-taque de um relógio, e essas mudanças revelam a dinâmica interna do pulsar binário e dos objetos circundantes.
Ferramentas para testar a relatividade
Em um sistema de pulsar binário, quando as duas estrelas orbitam a atração gravitacional uma da outra, seus relógios sofrem atrasos à medida que o campo gravitacional muda. Este fenómeno é chamado de dilatação do tempo, em que o tempo parece mover-se mais lentamente num campo gravitacional forte. Ao observar o PSR B1913+16, os pesquisadores descobriram que os dados de atraso de tempo correspondiam muito bem às previsões da teoria da relatividade.
Através destas medições, os cientistas podem não só verificar a teoria da relatividade, mas também calcular com precisão a massa das estrelas de neutrões.
Evidência de ondas gravitacionais
Em 2015, a primeira observação de ondas gravitacionais forneceu novos insights sobre pulsares binários. De acordo com a teoria de Einstein, quando duas estrelas de nêutrons orbitam uma à outra, são produzidas ondas gravitacionais, e a presença dessas ondas faz com que a distância entre as duas estrelas diminua. Os cientistas usaram dados de pulso de pulsares binários para verificar este fenômeno, apoiando ainda mais as previsões teóricas de ondas gravitacionais.
Exploração de pulsares binários de massa intermediária
Além do PSR B1913+16, existem outros tipos de pulsares binários dignos de nota, como pulsares binários de massa intermediária (IMBPs). As características desses sistemas incluem longos períodos de rotação e massas companheiras relativamente altas. A detecção de pulsares binários de massa intermediária não apenas nos ajuda a compreender o comportamento de corpos celestes de diferentes massas, mas também revela o processo de transformação e fluxo de material interestelar.
Por exemplo, a estrela companheira do sistema pulsar binário PSR J2222-0137 é uma estrela anã branca de grande massa, o que também sugere as diversas interações entre diferentes tipos de corpos celestes no Universo.
O impacto dos pulsares
O ambiente especial de um pulsar binário levará a uma série de fenômenos, como o fluxo de material ao redor do pulsar. Quando o material externo da estrela companheira é transferido para o pulsar, a radiação de raios X pode ser produzida, melhorando ainda mais a observação do pulsar. A natureza pulsada desses raios X faz deles outro bom amigo no estudo da gravidade e do comportamento da matéria no universo.
Direções de pesquisas futuras
Com o avanço da tecnologia de observação, a compreensão dos cientistas sobre os pulsares binários continuará a se aprofundar. Pesquisas futuras poderão se concentrar em como extrair mais informações dos dados dessas estrelas, especialmente no que diz respeito à verificação da teoria da relatividade e da cosmologia, que continuará a ser um tema importante na astrofísica.
Através do estudo aprofundado destes pulsares duplos, poderemos compreender melhor as regras de funcionamento do universo, e isto também levantará uma questão mais fundamental: Qual o papel que nós, humanos, desempenhamos num universo assim? /p>
