Durante quase um ano, uma equipa de investigação liderada pelo Instituto SETI acompanhou de perto o pulsar PSR J0332+5434 (também conhecido como B0329+54). O seu objetivo é compreender como os sinais de rádio do pulsar “piscam” à medida que passam através das nuvens de gás e chegam à Terra. Os cientistas coletaram dados em frequências de rádio de 900 a 1956 MHz usando o Allen Telescope Array (ATA). Com o tempo, eles encontraram mudanças lentas, mas perceptíveis, nesse comportamento de oscilação, chamado oscilação.
Os pulsares são os restos densos e em rápida rotação de estrelas massivas que explodiram há muito tempo. À medida que giram, eles emitem flashes de luz de rádio em intervalos extremamente constantes. Devido a esta regularidade notável, 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 viajam através do espaço interestelar, elas não viajam desimpedidas. O gás entre as estrelas dispersa os sinais, espalhando-os e causando um ligeiro atraso antes de chegarem à Terra. Essas mudanças podem ser muito pequenas, às vezes tão pequenas quanto dezenas de nanossegundos (um nanossegundo é um bilionésimo de segundo). A correção desses pequenos atrasos em constante mudança é fundamental 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 brilham à medida que se movem pelo espaço. A nuvem de elétrons entre o pulsar e a Terra produz padrões de intensidade de sinal mais brilhantes e mais escuros em diferentes frequências de rádio. Esses padrões não permanecerão os mesmos. Eles mudam à medida que o pulsar, o gás intermediário e a Terra se movem um em relação ao outro.
Essa oscilação em movimento afeta diretamente o tempo de chegada de cada pulso. Uma cintilação mais forte corresponde a uma latência maior. Ao observar repetidamente um pulsar brilhante próximo, os investigadores foram capazes de observar a evolução destes padrões e traduzi-los em correções de tempo precisas. Essas correções podem então ser aplicadas a experimentos que exigem a maior precisão possível.
Benefícios da pesquisa de assinaturas para astronomia e tecnologia
“Os pulsares são ferramentas fantásticas que nos permitem aprender mais sobre o universo e os nossos vizinhos estelares”, disse o líder do projeto Grayce Brown, estagiário do Instituto SETI. “Resultados como este não só ajudarão a ciência dos pulsares, mas também outros campos da astronomia, incluindo o SETI.”
Todos os sinais de rádio que viajam pelo espaço interestelar piscam. Para os investigadores do SETI, compreender este efeito é particularmente útil. Os flashes intensos podem ajudar a distinguir os sinais cósmicos naturais das interferências de rádio criadas pela tecnologia humana.
Observações de longo prazo revelam padrões de mudança
Os estudos da ATA baseiam-se numa ampla gama de frequências de rádio e em muitas sessões curtas de observação). Durante cerca de 300 dias, a equipe mediu a largura de banda da cintilação (o tamanho dos pontos brilhantes no padrão de cintilação) quase todos os dias. Eles encontraram variação significativa na intensidade dos flashes, que duravam de dias a meses. Os dados também indicam que todo o ciclo dura aproximadamente 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 observar em uma ampla largura de banda.
Por que o Allen Telescope Array é importante
“O Allen Telescope Array é ideal para estudar a cintilação do pulsar devido à sua ampla largura de banda e capacidade de trabalhar em projetos que requerem longos tempos de operação”, disse a Dra. Sofia Sheikh, co-autora e cientista pesquisadora de Assinaturas de Tecnologia no Instituto SETI.
Ao rastrear o sinal do pulsar enquanto ele viaja pelo espaço, estas observações podem fornecer informações sobre o próprio pulsar, o movimento da Terra e o material intermediário. Este conhecimento poderia ajudar os cientistas a distinguir melhor as interferências de rádio comuns dos sinais que podem ter origens artificiais.
