Por quase um ano, uma equipe de pesquisa liderada pelo Instituto SETI acompanhou de perto o pulsar PSR J0332+5434 (também conhecido como B0329+54). O objetivo era entender como o sinal de rádio do pulsar parece “piscar” enquanto viaja através de nuvens de gás em direção à Terra. Usando o Array de Telescópios Allen (ATA), os cientistas coletaram dados em frequências de rádio que variavam de 900 a 1956 MHz. Ao longo do tempo, detectaram mudanças lentas, mas pronunciadas, nesse comportamento cintilante, conhecido como scintilação.
Os pulsares são os remanescentes densos e rapidamente giratórios de estrelas massivas que explodiram há muito tempo. À medida que giram, emitem flashes de rádio em intervalos extremamente regulares. Devido a essa notável regularidade, os astrônomos podem usar potentes radiotelescópios para medir os tempos exatos de chegada desses pulsos e buscar padrões sutis ligados a fenômenos como ondas gravitacionais de baixa frequência.
No entanto, enquanto as ondas de rádio cruzam o espaço interestelar, não viajam sem obstáculos. O gás entre as estrelas dispersa os sinais, espalhando-os e causando pequenos atrasos antes que cheguem à Terra. Essas alterações podem ser incrivelmente pequenas, às vezes de apenas algumas dezenas de nanossegundos (um nanossegundo é um bilionésimo de segundo). Corrigir esses atrasos minúsculos e em constante mudança é essencial para manter a cronometragem dos pulsares o mais precisa possível.
Como o Espaço Faz os Pulsares “Cintilarem”
Assim como as estrelas tremulam quando vistas através da atmosfera da Terra, os sinais de rádio dos pulsares também piscam à medida que se movem através do espaço. Nuvens de elétrons entre o pulsar e a Terra criam padrões de força de sinal mais brilhante e mais fraca em diferentes frequências de rádio. Esses padrões não permanecem os mesmos. Eles mudam à medida que o pulsar, o gás interveniente e a Terra se movimentam uns em relação aos outros.
Essa scintilação em movimento afeta diretamente quando cada pulso chega. Cintilações mais fortes correspondem a atrasos maiores. Ao observar repetidamente um único pulsar brilhante e próximo, os pesquisadores foram capazes de acompanhar a evolução desses padrões e traduzi-los em correções de tempo precisas. Essas correções podem ser aplicadas a experimentos que exigem a máxima precisão possível.
Benefícios para a Astronomia e a Busca por Tecnossinais
“Os pulsares são ferramentas maravilhosas que podem nos ensinar muito sobre o universo e nosso próprio bairro estelar”, disse a líder do projeto, Grayce Brown, estagiária do Instituto SETI. “Resultados como esses ajudam não apenas na ciência dos pulsares, mas também em outros campos da astronomia, incluindo o SETI.”
Todos os sinais de rádio que passam pelo espaço interestelar experienciam scintilação. Para os pesquisadores do SETI, entender esse efeito é especialmente útil. Cintilações fortes podem ajudar a distinguir sinais cósmicos naturais da interferência de rádio criada pela tecnologia humana.
Observações de Longo Prazo Revelam Padrões em Mudança
O estudo do ATA se apoiou em uma ampla gama de frequências de rádio e muitas sessões de observação curtas. Quase todos os dias, por cerca de 300 dias, a equipe mediu a largura de banda da scintilação (o tamanho dos pontos brilhantes no padrão cintilante). Eles descobriram que a força da scintilação variava visivelmente ao longo de períodos que iam de dias a vários meses. Os dados também apontaram para um ciclo geral com duração aproximada de 200 dias.
Além disso, os pesquisadores introduziram uma nova forma mais confiável de estimar como a scintilação muda com a frequência de rádio. Essa abordagem aproveitou ao máximo a capacidade do ATA de observar em uma ampla largura de banda.
Por que o Array de Telescópios Allen é Importante
“O Array de Telescópios Allen é perfeitamente projetado para estudar a scintilação de pulsares devido às suas larguras de banda amplas e à capacidade de se comprometer com projetos que precisam rodar por longos períodos de tempo”, disse a Dra. Sofia Sheikh, coautora e Cientista de Pesquisa em Tecnossinais do Instituto SETI.
Ao seguir o sinal de um pulsar enquanto viaja através do espaço, essas observações oferecem insights sobre o próprio pulsar, o movimento da Terra e o material entre eles. Esse conhecimento ajuda os cientistas a separar melhor a interferência de rádio comum de sinais que podem ter origem artificial.
