Durante quase um ano, uma equipa de investigação liderada pelo Instituto SETI tem monitorizado de perto o pulsar PSR J0332+5434 (também chamado B0329+54). O seu objetivo era compreender como o sinal de rádio de um pulsar parece “piscar” à medida que passa através de nuvens de gás no seu caminho para a Terra. Usando o Allen Telescope Array (ATA), os cientistas coletaram dados em frequências de rádio entre 900 e 1956 MHz. Com o tempo, eles descobriram mudanças lentas, mas distintas, neste comportamento oscilante, conhecido como cintilação.
Os pulsares são os restos densos e em rápida rotação de estrelas massivas que explodiram há muito tempo. À medida que giram, emitem rajadas de rádio em intervalos muito constantes. Devido a este padrão surpreendente, os astrónomos podem usar radiotelescópios poderosos para medir os tempos precisos de chegada destes pulsos e procurar padrões subtis associados a fenómenos como ondas gravitacionais de baixa frequência.
No entanto, quando as ondas de rádio atravessam o espaço interestelar, elas não se propagam sem impedimentos. O gás entre as estrelas dispersa os sinais, espalhando-os e causando pequenos atrasos 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 desses pequenos atrasos em constante mudança é essencial para manter a cronometragem do pulsar o mais precisa possível.
Como o espaço faz os pulsares ‘piscarem’
Assim como as estrelas brilham quando vistas através da atmosfera da Terra, os sinais de rádio dos pulsares também brilham à medida que se movem pelo espaço. As nuvens de elétrons entre o pulsar e a Terra criam sinais mais brilhantes e mais escuros em diferentes frequências de rádio. Esses padrões não permanecem os mesmos. Eles mudam à medida que o pulsar, o gás intersticial e a Terra se movem um em relação ao outro.
Essa oscilação mutável afeta diretamente a chegada de cada pulso. Piscar mais forte corresponde a atrasos mais longos. Ao observar repetidamente um único pulsar brilhante próximo, os pesquisadores foram capazes de observar o desenvolvimento desses padrões e traduzi-los em correções de tempo precisas. Essas correções podem então ser aplicadas a experimentos que exigem a maior precisão possível.
Benefícios para astronomia e localização de assinaturas tecnológicas
“Os pulsares são ferramentas incríveis que podem nos ensinar muito sobre o universo e nossa própria vizinhança estelar”, disse a líder do projeto Grace Brown, estagiária do Instituto SETI. “Resultados semelhantes ajudam não apenas a ciência dos pulsares, mas também outras áreas da astronomia, incluindo o SETI.”
Todos os sinais de rádio que viajam pelo espaço interestelar apresentam 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
O estudo da ATA baseou-se numa ampla gama de frequências de rádio e em muitas sessões curtas de observação). Quase todos os dias, durante cerca de 300 dias, a equipe mediu a banda de cintilação (o tamanho dos pontos brilhantes na imagem tremeluzente). Eles descobriram que a intensidade da oscilação variava acentuadamente ao longo de períodos que variavam de dias a meses. Os dados também mostraram que o ciclo total dura aproximadamente 200 dias.
Além disso, os pesquisadores apresentaram uma maneira nova e mais confiável de avaliar como a cintilação muda com as frequências de rádio. Essa abordagem aproveitou ao máximo a capacidade do ATA de observar em uma ampla largura de banda.
Por que a instalação do telescópio Allen é importante
“O telescópio Allen Array foi idealmente projetado para estudar cintilações de pulsares devido à sua ampla largura de banda e capacidade de executar projetos que precisam ser executados por um longo tempo”, disse a Dra. Sophia Shaikh, co-autora e pesquisadora de assinatura tecnológica do Instituto SETI.
Ao rastrear o sinal do pulsar à medida que ele se move pelo espaço, estas observações fornecem informações sobre o próprio pulsar, o movimento da Terra e o material intermediário. Este conhecimento ajuda os cientistas a separar melhor a interferência de rádio normal dos sinais que podem ser de origem artificial.
