Nova descoberta de pulsar hiper-denso contradiz teoria de Einstein

Um sistema recém-descoberto de duas estrelas anãs brancas e um pulsar deixou os cientistas perplexos. O mais 'inacreditável' é que todo esse sistema cabe em um espaço menor do que o tamanho da órbita da Terra em torno do Sol. Essa nova descoberta permite estudar a fundo e revisar uma das maiores leis Universais existentes: a lei da gravidade.

Originalmente descoberto por um estudante americano usando o Telescópio da Fundação Nacional de Ciência de Green Bank, o pulsar foi encontrado em uma estreita órbita com uma anã branca, e ambos estão na órbita de uma outra estrela anã branca mais distante. Para se ter uma idéia, o pulsar descoberto está a 4.200 anos-luz da Terra, e completa 366 rotações a cada segundo.

• Ciclo estelar - a vida das estrelas do começo ao fim

• O céu de cada estação do ano

• Tudo sobre as Nebulosas

O sistema de três corpos representa a melhor oportunidade dos cientistas de descobrir uma violação de um conceito-chave na teoria da Relatividade Geral de Albert Eisntein: o princípio da equivalência forte, que afirma que o efeito da gravidade sobre um corpo não depende da natureza ou da estrutura interna desse corpo.

"Ao fazer medições de alta precisão dos pulsos provenientes do pulsar, podemos testar o tamanho do desvio do princípio de equivalência forte com uma precisão jamais vista", diz Stairs, do Departamento da Universidade de British Columbia (UBC) de Física e Astronomia . "Encontrar um desvio do princípio de equivalência forte indicaria um colapso da Relatividade Geral de Einstein, nos colocando da direção de um novo caminho, que seria uma revisão da lei da gravidade".

Ilustração artística de uma estrela de neutrons
no centro da supernova 1986J.
Créditos: Norbert Bartel and Michael F. Bietenholz,
York University; Artista: G. Arguner

"Este é o primeiro pulsar de milissegundo encontrado em um sistema desse tipo, e nós reconhecemos imediatamente que ele nos oferece uma tremenda oportunidade para estudar os efeitos e a natureza da gravidade", diz Scott Ransom, lider do estudo, do National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Este sistema triplo nos dá um laboratório cósmico natural muito melhor do que qualquer chance anterior, para aprender exatamente como esses sistemas funcionam e, e para detectar problemas com a Relatividade Geral em condições extremas".

Quando uma enorme estrela explode como uma supernova e seus restos colapsam em uma estrela de nêutrons superdensa, um pouco de sua massa é convertida em energia de ligação gravitacional, o que mantém a densidade da estrela. O princípio da equivalência forte diz que esta energia de ligação ainda deveria reagir gravitacionalmente, como se fosse massa. Praticamente, todas as alternativas da Relatividade Geral sustentam que ela não vai.

Sob o princípio da equivalência forte, o efeito gravitacional da anã branca exterior seria idêntico tanto para a anã branca interior como para a estrela de nêutrons. Se o princípio da equivalência forte é inválido de acordo com as condições deste sistema, o efeito gravitacional da estrela exterior sobre a anã branca interior e sobre a estrela de nêutrons seria ligeiramente diferente, e ao cronometrar com alta precisão a rotação do pulsar, poderemos facilmente detectar isso.

"Fizemos algumas das medições mais precisas de massa em astrofísica", diz Anne Archibald, uma das autoras do estudo, do Instituto Holandês de Rádio Astronomia. "Algumas das nossas medições das posições relativas das estrelas no sistema têm precisão de algumas centenas de metros". Anne liderou o estudo para usar as medições para construir uma simulação de computador do sistema que pode prever seus movimentos.

Scott Ransom, do NRAO acrescenta: " Este é um sistema fascinante em muitos aspectos, incluindo a sua formação, que deve ter sido completamente diferente do que conhecemos, e temos muito trabalho a fazer para entendê-lo completamente".

A equipe internacional, que inclui a astrônoma da UBC, Ingrid Stairs, relata suas descobertas na revista Nature.

O programa de observação dos cientistas usou o telescópio da Fundação Nacional de Ciência Green Bank, o radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, e o radiotelescópio de Westerbork Synthesis, na Holanda. Eles também estudaram o sistema usando os dados do Sloan Digital Sky Survey, o satélite GALEX, o telescópio WIYN em Kitt Peak, no Arizona, e o Telescópio Espacial Spitzer.

Fonte: Dailygalaxy / University of British Columbia
Imagem: ESO / L. Calçada
07/01/14

Encontre o site Galeria do Meteorito no Facebook, Twitter e Google+, e fique em dia com o Universo Astronômico.