Cientistas identificaram raios gama de alta energia, emitidos por uma estrela morta chamada pulsar, atingindo um impressionante patamar de 20 teraelétrons-volt, equivalente a cerca de dez trilhões de vezes a energia da luz visível. Essa descoberta desafia a teoria predominante sobre a produção de raios gama pulsados por pulsares, que são os remanescentes de estrelas que explodiram em supernovas. Esses pulsares são pequenas estrelas mortas, com apenas 20 quilômetros de diâmetro, que giram rapidamente e possuem um campo magnético extremamente poderoso.
Eles são compostos principalmente por nêutrons, resultando em densidades extraordinárias, como evidenciado pelo fato de que uma pequena quantidade de seu material tem uma massa superior a cinco bilhões de toneladas, aproximadamente 900 vezes a massa da Grande Pirâmide de Gizé. Essa pesquisa foi conduzida por Emma Wilhelmi, integrante do consórcio internacional HESS, dedicado ao mapeamento de raios cósmicos pelo Universo.
Esses pulsares emitem feixes rotativos de radiação eletromagnética que se assemelham a faróis cósmicos, gerando flashes de radiação em intervalos regulares de tempo quando esses feixes coincidem com o nosso Sistema Solar. Esses flashes, chamados de pulsos de radiação, podem ser detectados em diferentes faixas de energia do espectro eletromagnético.
Anteriormente, acreditava-se que os elétrons extremamente velozes, produzidos e acelerados na magnetosfera do pulsar enquanto são expulsos da estrela, eram a fonte dessa radiação. A magnetosfera é composta por plasma e campos eletromagnéticos que envolvem e acompanham a estrela em rotação. À medida que os elétrons atravessavam essa região, ganhavam energia, que posteriormente era liberada na forma de radiação e, finalmente, chegava até nós. No entanto, essa teoria está atualmente sob questionamento.
O pulsar Vela, situado na constelação da Vela, destaca-se como o pulsar mais luminoso na faixa de rádio do espectro eletromagnético, sendo também a principal fonte persistente de raios gama cósmicos na faixa de gigaelétrons-volt (GeV). Ele impressiona com sua incrível taxa de rotação, girando cerca de onze vezes por segundo. No entanto, acima de certos níveis de energia, sua emissão de radiação terminava abruptamente, com a suposição anterior de que isso acontecia quando os elétrons atingiam o limite da magnetosfera do pulsar e escapavam dela antes de adquirir energias mais elevadas.
Entretanto, essa explicação já não parece ser a mais adequada, uma vez que foi recentemente identificado um novo componente de radiação com energias substancialmente maiores, chegando a dezenas de teraelétrons-volt (TeV). Esse valor representa cerca de 200 vezes a energia de toda a radiação previamente detectada proveniente desse objeto, conforme destacado por Christo Venter, membro da equipe de pesquisa.
Esse componente de altíssima energia é observado nos mesmos intervalos de fase que eram observados na faixa de energia GeV. No entanto, para atingir tais energias, os elétrons deveriam viajar distâncias ainda maiores do que aquelas que abrangem a magnetosfera, e, ao mesmo tempo, o padrão rotacional de emissão precisaria permanecer inalterado.
Essa descoberta desafia as explicações convencionais sobre os pulsares e exige uma reavaliação dos mecanismos pelos quais esses aceleradores naturais operam. Como afirmou Arache Djannati-Atai, líder da pesquisa: “O modelo tradicional, no qual partículas são aceleradas ao longo das linhas do campo magnético, dentro ou ligeiramente além da magnetosfera, não é suficiente para explicar nossas observações. Será que estamos presenciando a aceleração das partículas por meio do processo de reconexão magnética, ocorrendo além do cilindro de luz, mas de alguma forma mantendo o padrão rotacional? No entanto, mesmo essa teoria enfrenta desafios para explicar a origem dessa radiação extrema.”
Independentemente da explicação final, o pulsar Vela agora detém oficialmente o recorde de emissão dos raios gama de maior energia já detectados em um pulsar. Essa descoberta abre novas oportunidades de observação para a detecção de outros pulsares na faixa de dezenas de teraelétrons-volt, utilizando os atuais e futuros telescópios de raios gama mais sensíveis, proporcionando, assim, um caminho para uma compreensão mais profunda dos processos de aceleração extrema em objetos astrofísicos altamente magnetizados.
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