Após 14 anos olhando para uma estrela morta, os astrônomos confirmaram mais uma vez a teoria da relatividade geral de Einstein. PSR J1906 + 0746, um pulsar a 25.000 anos-luz de distância, oscila levemente à medida que gira – um efeito que pode fazer com que seus pulsos desapareçam do céu em menos de uma década.

É chamado de precessão, um fenômeno previsto pela relatividade geral que só foi observado em pouquíssimos pulsares. As novas descobertas podem nos ajudar a estabelecer um limite para o número de pulsares binários na galáxia, ajudando-nos a descobrir a taxa esperada de colisões binárias de estrelas de nêutrons.

Pulsares são talvez os muito útil estrelas no céu. Eles estão girando rapidamente estrelas de nêutrons com jatos de ondas de rádio brilhantes emitidas por seus polos magnéticos. Enquanto eles giram, esses raios podem varrer a Terra, dependendo da orientação da estrela: um pouco como um farol.

Eles também são incrivelmente precisos, com rotações que podem ser previstas em escalas de milissegundos. Esses chamados pulsares de milissegundos podem manter um tempo tão preciso que podem orientar a navegação espacial futura.

Mas mesmo a maioria dos pulsares – aqueles que não têm esse nível de precisão de milissegundos – ainda são úteis, principalmente para testes de relatividade geral. Isso porque, de acordo com a relatividade geral, pulsares em sistemas binários deve ter uma leve oscilação axial (pense em um pião mais lento). Isso é axial precessão.

Desde estrelas de nêutrons são tão densas – 1,4 vezes a massa do sol, compactados em um núcleo estelar de apenas 20 quilômetros (12 milhas) de diâmetro – espera-se que sua intensidade gravitacional distorça o espaço-tempo.

Quando a orientação do spin não está alinhada adequadamente com a orientação da órbita binária, isso deve puxar o spin do pulsar para uma precessão axial. Pensa-se que esse desalinhamento seja causado por, por exemplo, uma explosão assimétrica de supernova.

Assim, à medida que o pulsar oscila em seu eixo, devemos ser capazes de detectar alterações em seu perfil de pulso.

Quando o PSR J1906 + 0746 foi descoberto em 2004, ele mostrou duas distorções distintas, ou polarizado, emissões (feixes) por rotação. No entanto, quando uma equipe de astrônomos liderada por Gregory Desvignes, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, procurou nos dados de arquivo coletados pelo radiotelescópio do Observatório Parkes, eles encontraram apenas um feixe.

Para descobrir o que estava acontecendo com o assunto do estudo, entre 2005 e 2009, usando os radiotelescópios Nançay e Arecibo, e entre 2012 e 2018, usando Arecibo, a equipe monitorou o PSR J1906 + 0746.

Quando começaram a observar a estrela em 2005, viram os dois feixes por rotação detectados em 2004. Gradualmente, o feixe do polo norte da estrela ficou mais fraco; em 2016, havia desaparecido completamente.

A equipe previu que os dados de polarização continham informações sobre a precessão do pulsar. Eles modelaram esses dados, estendendo-os no tempo 50 anos e depois os compararam com os dados observacionais do pulsar.

Combinou, com um nível de incerteza de apenas cinco por cento, correspondendo perfeitamente às previsões da relatividade geral – bem como às previsões sobre as propriedades de polarização dos pulsares publicado há 50 anos por Venkatraman Radhakrishnan e David Cooke.

A equipe também percebeu que a linha de visão da Terra havia cruzado o pólo magnético do pulsar na direção norte-sul, o que significa que eles poderiam mapear o feixe do pulsar – o que, por sua vez, lhes permitiu determinar a proporção do céu iluminado pelo feixe. .

Isso ajuda a estimar o número de binários de estrelas de nêutrons na galáxia, o que pode ajudar a determinar quantos deles devem estar colidindo, produzindo ondas gravitacionais.

E o modelo deles não funcionou apenas ao contrário. Ver como eles se encaixavam nos dados observacionais significava que eles poderiam prever também. A equipe acredita que o raio sul também desaparecerá de vista, por volta de 2028.

Ele deve reaparecer em algum momento entre 2070 e 2090, com o feixe norte reaparecendo entre 2085 e 2105.

"Os pulsares podem fornecer testes de gravidade que não podem ser feitos de nenhuma outra maneira" disse o astrônomo Ingrid Stairs da Universidade da Colúmbia Britânica. "Este é mais um exemplo bonito de tal teste".

A pesquisa foi publicada em Ciência.

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