Há um aforismo que vi usado aqui e ali que diz: “A natureza nunca desenha em linha reta”.
Acontece que isso só é verdade, porque às vezes acontece, ou chega bem perto. Por exemplo, um minúsculo BB de uma estrela com apenas algumas dezenas de quilômetros de diâmetro disparou um feixe bastante reto de matéria e antimatéria que se estende por impressionantes 7 anos-luz – 70 trilhões de quilômetros! As informações são do portal syfy.
Isso é… muito longo. Mesmo à nossa distância de 1.600 anos-luz, o feixe tem metade do tamanho aparente da Lua cheia no céu. Muito longo mesmo.
O culpado no centro, ou realmente uma extremidade, deste fenômeno é um pulsar chamado PSR J2030+4415. Os pulsares são estrelas de nêutrons, o cadáver incrivelmente denso do núcleo de uma estrela massiva que explodiu como uma supernova. As camadas externas da estrela são destruídas, mas o próprio núcleo colapsa. Se o núcleo tiver menos de três vezes a massa do Sol, ele se tornará uma bola de nêutrons com cerca de 20 quilômetros de largura. Isso o torna ultradenso; um centímetro cúbico dele – do tamanho de um dado de seis lados – terá uma massa de cerca de 100 milhões de toneladas, aproximadamente o mesmo que se você pegasse todos os carros nos Estados Unidos e os esmagasse até que todos juntos fossem do tamanho de um cubo de açúcar.
As estrelas de nêutrons tendem a girar rapidamente e têm campos magnéticos poderosos que podem ser trilhões de vezes mais fortes que os da Terra. Isso configura muitos fenômenos diferentes; uma é que isso alimenta feixes de radiação incrivelmente fortes que se afastam dos pólos magnéticos da estrela, que varrem o céu devido à rotação da estrela de nêutrons como um par de feixes de farol. Quando esses feixes passam sobre a Terra, vemos um pontinho de luz, um pulso, daí o termo pulsar.
O pulsar também sopra um vento muito poderoso de partículas subatômicas carregadas que são aceleradas pelo campo magnético ridiculamente supermusculado. As partículas se movem a uma fração significativa da velocidade da luz. Se houver gás flutuando entre as estrelas ao redor do pulsar, esse vento vai bater nele e criar uma bolha de gás em expansão. Se o pulsar estiver se movendo em relação a esse gás, a bolha será na verdade mais uma onda de proa, como a onda na água criada pela proa de um barco enquanto se move.
Isso é exatamente o que é visto com vários pulsares, incluindo PSR J2030+4415. Mas neste caso, fica um pouco mais complicado [link to paper]. Por alguma razão, a onda em expansão na frente do pulsar parou, e o movimento para frente do pulsar realmente o fez romper a frente da onda. Observações feitas nos últimos 10 anos indicam que essa fuga aconteceu apenas cerca de 20 a 30 anos atrás! Desde então, uma nova bolha está se formando, uma pequena se expandindo na ponta da onda.
É aqui que está a diversão. O gás entre as estrelas, chamado de meio interestelar, também tem um campo magnético associado a ele. O campo é muito fraco, cerca de 1/50.000 tão forte quanto o campo da Terra, mas se estende por grandes distâncias, então tem um efeito muito grande no gás.
Quando o pulsar rompeu sua própria onda de arco, seu campo magnético pode se conectar diretamente com o campo do gás circundante. Interações como essa são extremamente complicadas, mas no final isso resultou em um vazamento, como fazer um furo em uma mangueira de alta pressão. Partículas subatômicas do vento pulsar saíram desse buraco e gritaram a cerca de 1/3 da velocidade da luz, movendo-se para o meio interestelar.
Ao fazê-lo, eles interagiram com as linhas de campo magnético do gás. Partículas carregadas giram em torno das linhas de campo como contas em um fio e, quando o fazem, emitem radiação. Nas energias dessas partículas que saem como raios-X, e as observações do Observatório de Raios-X Chandra veem isso como pequenas bolhas de luz enfileiradas em linha reta com 7 anos-luz de comprimento. De certa forma, eles estão acendendo um filamento, uma única linha de campo magnético na galáxia, como luzes de Natal em uma corda.
As partículas neste caso são ambos elétrons e seus equivalentes de antimatéria são chamados de pósitrons, que são exatamente como os elétrons, mas têm uma carga positiva.
Então, o que estamos vendo aqui é um feixe de matéria e antimatéria focado em campo magnético-magnético impulsionado por pulsar que se estende por 70 trilhões de quilômetros e é grande o suficiente para que pudéssemos vê-lo a olho, se nossos olhos pudessem ver raios-X. E isso é simplesmente legal.
Por acaso, houve algumas observações recentemente mostrando que há mais pósitrons de antimatéria atingindo a atmosfera da Terra do que o esperado, dado o que sabemos sobre fontes astrofísicas que podem criá-los – para deixar claro, não é um perigo, pois é uma quantidade minúscula, mas ainda é estranhas. É possível que os pulsares que os vazem para o campo magnético galáctico dessa maneira possam explicar o excesso. Isso ainda não está claro, mas é uma ideia interessante.
O Universo é um lugar incrível, com objetos incríveis imbuídos de imenso poder que podem criar mecanismos e estruturas estranhas e compreensíveis… se você souber a matemática e a física corretas. O cosmos não facilita para nós descobrir essas coisas, mas isso faz parte da diversão.
