O aparecimento de sinais de rádio de pulsares está associado à aniquilação de antimatéria e matéria

O aparecimento de sinais de rádio de pulsares está associado à aniquilação de antimatéria e matéria
O aparecimento de sinais de rádio de pulsares está associado à aniquilação de antimatéria e matéria
Anonim

Os astrofísicos descobriram que as explosões periódicas de rádio de pulsares - estrelas de nêutrons em rotação - estavam associadas a um ciclo contínuo de aparecimento e destruição de partículas de matéria e antimatéria em sua magnetosfera. Um artigo descrevendo o estudo foi publicado na revista científica Physical Review Letters.

"Este processo é um tanto semelhante ao nascimento do raio. Descargas repentinas de eletricidade geram muitos elétrons e pósitrons, devido às interações das quais as ondas eletromagnéticas são formadas, semelhantes ao resplendor de um raio", explicou um dos autores do estudo, um astrofísico do Instituto Flatiron (EUA) Alexander Filippov.

Os pulsares são um tipo especial de estrelas de nêutrons, remanescentes de supernovas em explosão, com feixes estreitos de ondas de rádio e outras formas de radiação eletromagnética emanando de seus pólos. Normalmente, os pulsares "recém-nascidos" giram muito rapidamente, mas eles diminuem gradualmente, gastando energia rotacional para a radiação.

Apesar do fato de os cientistas saberem da existência de muitos milhares de pulsares na Via Láctea e em galáxias vizinhas, muitas de suas propriedades permanecem um mistério para os astrofísicos, em particular, a estrutura e propriedades da matéria, bem como o mecanismo de o rádio se espalha em seus pólos.

Os cientistas agora especulam que esses sinais são devidos a um processo que converte a energia rotacional dos pulsares em feixes de ondas eletromagnéticas que são emitidas nas proximidades dos pólos magnéticos de uma estrela de nêutrons. Como exatamente esse mecanismo funciona, astrônomos e físicos ainda não podem dizer com certeza. Mas eles sugerem que este processo está associado aos campos elétricos e magnéticos superfortes gerados pela estrela de nêutrons.

O ciclo cósmico de vida e morte

Filippov e seus colegas propuseram uma nova explicação para como esses sinais aparecem. Os cientistas calcularam como o plasma se comporta quando entra nas vizinhanças imediatas da superfície do pulsar, onde predominam campos magnéticos e elétricos especialmente fortes. Eles aceleram os elétrons e outras partículas carregadas desse plasma e os fazem se mover quase na velocidade da luz.

Por causa disso, as partículas emitem continuamente rajadas de raios gama de alta energia. Devido a poderosos campos magnéticos e elétricos, os fótons dessa radiação se transformam periodicamente em matéria e antimatéria, pares de elétrons e pósitrons.

Depois de um tempo, essas partículas se aproximam e se autodestruem, resultando na formação de novos fótons e nos loops do processo. Como mostram os cálculos dos astrofísicos, como resultado, surgem distúrbios especiais no plasma, que acabam fazendo com que o campo elétrico do pulsar oscile. Por causa disso, ocorrem essas erupções periódicas de rádio, que são registradas por radiotelescópios terrestres e espaciais.

Em um futuro próximo, os cientistas planejam criar um modelo mais detalhado que descreva a origem dessas oscilações do campo elétrico de uma estrela de nêutrons, para que possa ser usado para testar essa teoria experimentalmente, na observação de pulsares.

Se isso puder ser feito, os astrofísicos serão capazes de entender como nascem os chamados "glitches" - espasmos bruscos na velocidade de rotação do pulsar. Presumivelmente, eles estão associados a processos internos até agora desconhecidos para nós nas profundezas dessas estrelas mortas. Se os cientistas conhecerem sua natureza, eles podem melhorar a precisão dos sistemas de navegação das espaçonaves, que usam pulsares como pontos de referência.

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