Durante quase um ano, uma equipa de investigação liderada pelo Instituto SETI acompanhou de perto o pulsar PSR J0332+5434 (também chamado B0329+54). O seu objetivo era ver como o sinal de rádio do pulsar “pisca” à medida que viaja através da nuvem de gás a caminho da Terra. Usando o Allen Telescope Array (ATA), os cientistas coletaram dados em frequências de rádio de 900 a 1956 MHz. Com o tempo, detectaram mudanças lentas mas pronunciadas neste comportamento brilhante, conhecido como cintilação.
Os pulsares são remanescentes densos e em rápida rotação de estrelas massivas que explodiram há muito tempo. À medida que giram, emitem flashes de rádio em intervalos muito constantes. Devido a esta regularidade notável, os astrónomos podem usar radiotelescópios poderosos para medir os tempos exatos de chegada destes pulsos e procurar padrões subtis associados a fenómenos como ondas gravitacionais de baixa frequência.
Contudo, à medida que as ondas de rádio atravessam o espaço interestelar, elas não viajam desimpedidas. O gás dentro da estrela dispersa os sinais, dispersando-os e causando um ligeiro atraso antes de chegarem à Terra. Essas mudanças podem ser incrivelmente pequenas, às vezes apenas dezenas de nanossegundos (um nanossegundo equivale a um bilionésimo de segundo). A correção desse atraso minúsculo e em constante mudança é essencial para manter a cronometragem do pulsar o mais precisa possível.
Como o espaço faz os pulsares “brilharem”.
Cintilando como estrelas quando vistos através da atmosfera da Terra, os sinais de rádio do pulsar também brilham à medida que viajam pelo espaço. A nuvem de elétrons entre o pulsar e a Terra produz padrões de intensidade de sinal brilhante e fraca em diferentes frequências de rádio. Esses padrões não permanecem os mesmos. Eles mudam à medida que o pulsar, o gás interestelar e a Terra se movem um em relação ao outro.
Essa cintilação alterada afeta diretamente a chegada de cada pulso. Uma cintilação mais forte corresponde a atrasos maiores. Ao observar repetidamente um único pulsar próximo e brilhante, os pesquisadores foram capazes de observar a evolução desses padrões e traduzi-los em correções de tempo precisas. Essas correções podem então ser aplicadas a testes que exigem a maior precisão possível.
Facilita pesquisas por astrofísica e assinaturas tecnológicas
“Os pulsares são uma ferramenta maravilhosa que pode nos ensinar muito sobre o nosso universo e a nossa vizinhança”, disse a líder do projeto Grace Brown, estagiária do Instituto SETI. “Descobertas como esta ajudam não apenas a ciência dos pulsares, mas também outros campos da astronomia, incluindo o SETI.”
Todos os sinais de rádio que passam pelo espaço interestelar experimentam cintilação. Para os investigadores do SETI, compreender este efeito é particularmente útil. A cintilação forte pode ajudar a distinguir os sinais cósmicos naturais da interferência de rádio criada pela tecnologia humana.
Observações de longo prazo revelam padrões de mudança
A pesquisa da ATA depende de uma ampla gama de frequências de rádio e de muitas sessões curtas de observação). Quase todos os dias, durante cerca de 300 dias, a equipe mediu a largura de banda da cintilação (o tamanho dos pontos brilhantes no padrão intermitente). Eles descobriram que a força da cintilação variou acentuadamente ao longo de períodos de tempo que variaram de dias a meses. Os dados também apontam para um ciclo global que dura cerca de 200 dias.
Além disso, os pesquisadores introduziram uma maneira nova e mais confiável de estimar como a cintilação muda com a frequência de rádio. Essa abordagem aproveita ao máximo a capacidade do ATA de monitorar uma ampla largura de banda.
Por que o Allen Telescope Array é importante?
“O Allen Telescope Array foi perfeitamente projetado para estudar a cintilação do pulsar devido à sua ampla largura de banda e compromisso com o projeto de longo prazo”, disse a Dra. Sophia Sheikh, co-autora e cientista pesquisadora de assinatura tecnológica do Instituto SETI.
Ao seguir o sinal de um pulsar enquanto ele viaja pelo espaço, essas observações fornecem informações sobre o próprio pulsar, o movimento da Terra e os elementos dentro dele. Este conhecimento ajuda os cientistas a distinguir melhor a interferência de rádio normal dos sinais que podem ser de origem artificial.
