Astronomii au descoperit semnalele radio „imposibile” ale pulsarilor, o revelație care aduce noi perspective asupra mecanismelor acestor stele neutronice. O analiză a datelor provenite de la aproximativ 200 de pulsari extrem de rapizi arată că aceștia emit radiație din zone dincolo de polii lor, inclusiv din regiuni periferice ale câmpurilor magnetice. Această descoperire contrazice teoria acceptată de decenii, conform căreia emisiile radio ale pulsarilor provin exclusiv din apropierea polilor.
Pulsarii sunt stele neutronice extrem de compacte, formate după colapsul unor stele masive, care și-au epuizat combustibilul nuclear. Acestea sunt atât de dense încât o linguriță de materie de pe o astfel de stea ar cântări aproximativ 10 milioane de tone pe Pământ. Întregul proces de colaps și formare generează câmpuri magnetice extrem de puternice și le accelerează până la sute sau chiar 700 de rotații pe secundă, ceea ce le face unele dintre cele mai rapide obiecte cosmice.
Radiația emisă de pulsari se propagă sub forma unui fascicul rotativ, similar cu un far cosmic, de aici provenind și numele lor. Datorită preciziei cu care pot fi măsurați, pulsarii de milisecundă sunt folosiți ca instrumente cosmice deosebit de exacte, pentru determinarea oricăror variații în spațiu-timp. Însă, noutățile recente aduse prin cercetările efectuate de echipe internaționale arată că acest model trebuie reevaluat.
Sub titlul „semnalele radio imposibile”, cercetătorii au descoperit că o proporție semnificativă dintre pulsarii extrem de rapizi emit unde radio din mai multe zone ale stelei, nu doar de la poli. Rezultatele arată că în jur de 33% dintre pulsarii de milisecundă emit semnale din regiuni diferite de cele așteptate, comparativ cu doar 3% dintre stelele neutronice mai lente. În plus, impulsurile radio din zonele periferice coincid cu exploziile de raze gamma detectate de Telescopul Spațial Fermi al NASA, sugerând că radiațiile provenite din ambele surse au același punct de origine.
„Faptul că detectăm semnale atât de la suprafața stelei, cât și din zona periferică a câmpului său magnetic arată că aceste obiecte sunt mult mai complexe decât credeam”, explică Simon Johnston, de la agenția australiană CSIRO. Aceste rezultate sugerează o prezență surprinzătoare a unor emisii de la zone dincolo de polii pulsați, departe de ceea ce se considera anterior ca fiind limita emisiei radio.
Radiația din zona periferică a câmpului magnetic
Cercetătorii au identificat faptul că pulsarii de milisecundă nu emit doar de la suprafața stelei, ci și dintr-o regiune de mediu numită „current sheet”. Aceasta este o zonă îndepărtată, formată din particule încărcate, care se rotește o dată cu steaua și care nu intră în câmpul produs de polii magnetici. Până acum, această regiune era cunoscută ca sursă a radiației gamma, iar corelarea acestor emisii cu undele radio sugerează o origine comună pentru ambele.
Descoperirile evidențiază și posibilitatea ca pulsarii de milisecundă, considerabili ca fiind mai dificil de detectat din cauza orientării lor, să fie de fapt mai accesibili. Dacă fasciculul de emisii radio acoperă o arie mai largă decât se credea anterior, acest lucru crește șansele de a-i localiza și studia în detaliu, folosind tehnici tradiționale sau speciale pentru detectare.
Un efect notabil al acestor rezultate îl reprezintă îmbunătățirea posibilităților de detectare a pulsarilor în proiecte ce urmăresc detectarea undelor gravitaționale. Datorită direcției mai extinse în care pot fi emise semnalele, pulsarii de milisecundă devin mai accesibili cercetătorilor, inclusiv pentru studii legate de undele gravitaționale, precum cele generate de oscilațiile spațiu-timpului.
„Înțelegerea originii acestor semnale este esențială pentru a folosi pulsarii ca instrumente de precizie”, declară Michael Kramer, de la Institutul Max Planck pentru Radioastronomie. Cu toate acestea, specialiștii încă nu au elucidat pe deplin mecanismele care permit generarea acestor impulsuri radio, aflate atât de departe de câmpul magnetic direct al stelei.
Rezultatele studiului, publicate în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, marchează un pas important în înțelegerea complexității pulsarilor și a mediului extrem în care trăiesc aceștia. Cercetările viitoare au rolul de a clarifica modul în care aceste emisii multiple, provenind din zone diferite, influențează utilizarea pulsarilor în studiul spațiului cosmic și a fenomenelor fundamentale ale universului.
