Uma colaboração cienta­fica global usando dados do telesca³pio Interior Composition Explorer (NICER) da estrela de naªutrons da NASA na Estação Espacial Internacional descobriu ondas de raios-X que acompanham as explosaµes de ra¡dio do pulsar na Nebulosa do Caranguejo. A descoberta mostra que essas explosaµes, chamadas de pulsos de ra¡dio gigantes, liberam muito mais energia do que se suspeitava anteriormente.

Um pulsar éum tipo de estrela de naªutrons que gira rapidamente, o núcleo esmagado de uma estrela do tamanho de uma cidade que explodiu como uma supernova. Uma estrela de naªutrons jovem e isolada pode girar dezenas de vezes a cada segundo, e seu campo magnético girata³rio alimenta feixes de ondas de ra¡dio, luz visível, raios X e raios gama. Se esses feixes passarem pela Terra, os astrônomos observara£o pulsos de emissão semelhantes aos de um rela³gio e classificara£o o objeto como um pulsar.

"Dos mais de 2.800 pulsares catalogados, o pulsar do Caranguejo éum dos poucos que emite pulsos de ra¡dio gigantes, que ocorrem esporadicamente e podem ser centenas a milhares de vezes mais brilhantes do que os pulsos regulares", disse o cientista Teruaki Enoto do RIKEN Cluster para Pesquisa Pioneira em Wako, Prefeitura de Saitama, Japa£o. "Apa³s décadas de observações, apenas o Caranguejo demonstrou aumentar seus pulsos de ra¡dio gigantes com emissão de outras partes do espectro."

O novo estudo, que aparecera¡ na edição de 9 de abril da Science e agora estãodispona­vel online, analisou a maior quantidade de dados simulta¢neos de raios-X e ra¡dio já coletados de um pulsar. Ele estende a faixa de energia observada associada a esse fena´meno de aprimoramento em milhares de vezes.

Localizada a cerca de 6.500 anos-luz de distância na constelação de Touro, a Nebulosa do Caranguejo e seu pulsar se formaram em uma supernova cuja luz atingiu a Terra em julho de 1054. A estrela de naªutrons gira 30 vezes a cada segundo, e em comprimentos de onda de raio-X e ra¡dio estãoentre os pulsares mais brilhantes do canãu.

Entre agosto de 2017 e agosto de 2019, Enoto e seus colegas usaram o NICER para observar repetidamente o pulsar do Caranguejo em raios-X com energias de até10.000 elanãtron-volts, ou milhares de vezes a da luz visível. Enquanto o NICER estava assistindo, a equipe também estudou o objeto usando pelo menos um dos dois radiotelesca³pios terrestres no Japa£o - a antena de 34 metros no Centro de Tecnologia Espacial Kashima e a antena de 64 metros no Usuda Deep da Agência de Exploração Aeroespacial do Japa£o Centro Espacial, ambos operando na frequência de 2 gigahertz.

ele combinou o conjunto de dados efetivamente deu aos pesquisadores quase um dia e meio de cobertura simulta¢nea de raios-X e ra¡dio. Ao todo, eles capturaram atividade em 3,7 milhões de rotações de pulsar e capturaram cerca de 26.000 pulsos de ra¡dio gigantes.

Pulsos gigantes explodem rapidamente, atingindo milionanãsimos de segundo e ocorrem de forma imprevisível. No entanto, quando ocorrem, coincidem com as pulsações regulares de um rela³gio.

O NICER registra o tempo de chegada de cada raio-X detectado em até100 nanossegundos, mas a precisão do tempo do telesca³pio não ésua única vantagem para este estudo.

"A capacidade do NICER de observar fontes de raios-X brilhantes équase quatro vezes maior do que o brilho combinado do pulsar e de sua nebulosa", disse Zaven Arzoumanian, o lider cienta­fico do projeto no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Portanto, essas observações não foram afetadas pelo empilhamento - onde um detector conta dois ou mais raios X como um aºnico evento - e outros problemas que complicaram as análises anteriores."

A equipe de Enoto combinou todos os dados de raios-X que coincidiram com pulsos de ra¡dio gigantes, revelando um aumento de raios-X de cerca de 4% que ocorreu em sincronia com eles. a‰ notavelmente semelhante ao aumento de 3% na luz visível também associado ao fena´meno, descoberto em 2003. Comparadas a  diferença de brilho entre os pulsos regulares e gigantes do Caranguejo, essasmudanças são notavelmente pequenas e representam um desafio para os modelos teóricos explicar.

As melhorias sugerem que pulsos gigantes são uma manifestação de processos subjacentes que produzem emissaµes que abrangem o espectro eletromagnanãtico, de ra¡dio a raios-X. E como os raios X tem milhões de vezes a força das ondas de ra¡dio, mesmo um aumento modesto representa uma grande contribuição de energia. Os pesquisadores conclua­ram que a energia total emitida associada a um pulso gigante édezenas a centenas de vezes maior do que o estimado anteriormente apenas com dados de ra¡dio e a³pticos.

"Ainda não entendemos como ou onde os pulsares produzem sua emissão complexa e abrangente, e égratificante ter contribua­do com outra pea§a para o quebra-cabea§a de vários comprimentos de onda desses objetos fascinantes", disse Enoto.