{"id":47838,"date":"2016-08-15T12:30:32","date_gmt":"2016-08-15T15:30:32","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=47838"},"modified":"2016-08-15T10:34:11","modified_gmt":"2016-08-15T13:34:11","slug":"vacuo-quantico-estaria-desacelerando-a-rotacao-dos-pulsares","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/vacuo-quantico-estaria-desacelerando-a-rotacao-dos-pulsares\/","title":{"rendered":"V\u00e1cuo qu\u00e2ntico estaria desacelerando a rota\u00e7\u00e3o dos pulsares"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>A resist\u00eancia ao movimento oferecida pelo v\u00e1cuo pode estar desacelerando a rota\u00e7\u00e3o ultrarr\u00e1pida das estrelas de n\u00eautrons que constituem os pulsares. A instigante hip\u00f3tese, resultante de um estudo realizado por pesquisadores brasileiros, foi apresentada em artigo publicado em The Astrophysical Journal<\/i>: \u201cThe influence of quantum vacuum friction on pulsars<\/b>\u201d. E noticiada em Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)<\/i>: \u201cFriction of the vacuum could slow the rotation of pulsars<\/b>\u201d.<\/p>\n

Jaziel Goulart Coelho<\/b>, p\u00f3s-doutorando do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), Jonas Pedro Pereira<\/b>, atualmente p\u00f3s-doutorando da Universidade Federal do ABC (UFABC), e Jos\u00e9 Carlos Neves de Ara\u00fajo<\/b>, pesquisador titular do Inpe, os tr\u00eas autores do artigo, s\u00e3o apoiados pela FAPESP em diferentes projetos. O estudo em quest\u00e3o vincula-se especialmente ao trabalho de p\u00f3s-doutorado de Coelho, supervisionado por Ara\u00fajo: \u201cMagnetares e os pulsares de an\u00e3s brancas magnetizadas, muito r\u00e1pidas, massivas e estranhas e a gera\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais<\/b>\u201d.<\/p>\n

\u201cAs observa\u00e7\u00f5es astron\u00f4micas informam que, a cada segundo, o per\u00edodo de rota\u00e7\u00e3o dos pulsares atrasa de um cent\u00e9simo trilion\u00e9simo (10-14<\/sup>) a um d\u00e9cimo trilion\u00e9simo (10-13<\/sup>) de segundo. O mecanismo cl\u00e1ssico de perda de energia, por radia\u00e7\u00e3o de dipolo magn\u00e9tico, n\u00e3o \u00e9 suficiente para explicar esse atraso. \u00c9 preciso considerar algo mais. Nosso estudo nos levou a concluir que esse componente adicional poderia ser a frenagem exercida pela fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico\u201d, disse Coelho \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

Vale lembrar que, para a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, o v\u00e1cuo n\u00e3o \u00e9 realmente vazio, mas, sim, permeado por flutua\u00e7\u00f5es. Nesse meio, extremamente din\u00e2mico, flutua\u00e7\u00f5es locais de potencial produzem o tempo todo pares de part\u00edculas e antipart\u00edculas, que se aniquilam em seguida. Assim, por mais t\u00eanue que possa ser o espa\u00e7o interestelar, seu efeito sobre corpos altamente compactos em rota\u00e7\u00e3o, como as estrelas de n\u00eautrons, n\u00e3o seria negligenci\u00e1vel.<\/p>\n

J\u00e1 foram identificados cerca de 2 mil pulsares. Mas, devido a grandes dificuldades no processo de observa\u00e7\u00e3o, apenas nove deles t\u00eam os seus par\u00e2metros bem estabelecidos. O que os tr\u00eas pesquisadores fizeram foi reunir os dados relativos a esses nove, registrados na literatura, e trat\u00e1-los com base em conceitos da f\u00edsica fundamental. Desse modo, constataram que, al\u00e9m da perda de energia devida \u00e0 radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, um outro fator poderia estar contribuindo para a desacelera\u00e7\u00e3o do movimento de rota\u00e7\u00e3o: a fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico (quantum vacuum friction<\/i>, em ingl\u00eas \u2013 da\u00ed a sigla QVF).<\/p>\n

\u201cOs per\u00edodos de rota\u00e7\u00e3o dos pulsares, bem como suas varia\u00e7\u00f5es temporais, s\u00e3o determinados observacionalmente. A partir deles, \u00e9 poss\u00edvel calcular o chamado \u00edndice de freagem (brake index<\/i>), caracterizado pelo atraso de 10-14<\/sup> a 10-13<\/sup> segundo por segundo. Para explicar esse \u00edndice, combinamos dois mecanismos de perda de energia: a radia\u00e7\u00e3o de dipolo magn\u00e9tico cl\u00e1ssica e a fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico. Investigamos o papel da QVF como mecanismo adicional. Foi um trabalho de astrof\u00edsica te\u00f3rica aplicado a observ\u00e1veis\u201d, resumiu Coelho.<\/p>\n

Para onde vai a energia subtra\u00edda aos pulsares pela fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo? O pesquisador afirmou que, para uma resposta inteiramente conclusiva, s\u00e3o necess\u00e1rios mais estudos. Por\u00e9m adiantou que a produ\u00e7\u00e3o de calor est\u00e1 intrinsecamente associada \u00e0 QVF. Esta \u00e9 uma das consequ\u00eancias da intera\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico muito forte com um meio supermagnetizado. O calor surge da \u201cfric\u00e7\u00e3o\u201d do v\u00e1cuo (visto agora como um meio material) com a superf\u00edcie da estrela, da mesma forma que o movimento de uma p\u00e1 na \u00e1gua por um longo tempo pode aquec\u00ea-la.<\/p>\n

\u201cParece tamb\u00e9m importante compreender melhor sob o ponto de vista te\u00f3rico as consequ\u00eancias do calor associado \u00e0 QVF. At\u00e9 que ponto ele influencia a temperatura da superf\u00edcie do pulsar? A presen\u00e7a desse calor \u00e9 importante para outras classes de estrelas?\u201d, acrescentou.<\/p>\n

Emiss\u00e3o eletromagn\u00e9tica<\/b><\/p>\n

Aqui, conv\u00e9m apresentar um resumo do estado atual dos conhecimentos acerca dos pulsares. A primeira observa\u00e7\u00e3o de um objeto desse tipo foi feita em 1967 pela astrof\u00edsica irlandesa Jocelyn Bell, que ent\u00e3o realizava sua pesquisa de doutorado. O objeto, localizado na Nebulosa do Caranguejo, foi detectado como fonte de uma emiss\u00e3o eletromagn\u00e9tica, na faixa de frequ\u00eancias do r\u00e1dio, constitu\u00edda por pulsos extremamente regulares \u2013 t\u00e3o regulares que chegou a se cogitar, na \u00e9poca, que poderiam ser provenientes de uma civiliza\u00e7\u00e3o extraterrestre.<\/p>\n

Sabe-se agora que esses pulsos s\u00e3o produzidos por estrelas de n\u00eautrons em rota\u00e7\u00e3o. Estas constituem o est\u00e1gio terminal do ciclo evolutivo de estrelas que iniciaram suas vidas com massas da ordem de grandeza de oito a 25 massas solares. Em um dado momento de sua evolu\u00e7\u00e3o, tais estrelas explodem como supernovas, ejetando ao meio exterior a maior parte do material que as constitui. Depois, tendo-se encerrado o processo de fus\u00e3o nuclear, cuja press\u00e3o de dentro para fora contrabalan\u00e7ava a atra\u00e7\u00e3o gravitacional, o material remanescente entra em colapso e come\u00e7a a se compactar cada vez mais. A contra\u00e7\u00e3o gravitacional \u00e9 tanta que os el\u00e9trons se fundem com os pr\u00f3tons dando origem a n\u00eautrons, altamente aglutinados. Forma-se, assim, uma estrela de n\u00eautrons, cuja densidade chega a patamares de 1015<\/sup> g\/ cm\u00b3. Isso significa que cada cent\u00edmetro c\u00fabico da estrela tem 100 milh\u00f5es de toneladas de massa! Massas equivalentes a uma vez e meia a massa do Sol se comprimem em esferas com n\u00e3o mais de 20 quil\u00f4metros de raio.<\/p>\n

Uma das consequ\u00eancias da contra\u00e7\u00e3o \u00e9 que a estrela passa a girar cada vez mais r\u00e1pido. Isso se deve a uma regularidade no comportamento da mat\u00e9ria que recebe em f\u00edsica o nome de \u201cprinc\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o do momento angular\u201d. O momento angular relaciona a massa, o quadrado do raio e a velocidade angular. Como a massa e o raio diminuem drasticamente, \u00e9 preciso que a velocidade angular aumente muito para que o momento angular se mantenha constante. \u201cExistem pulsares extremamente r\u00e1pidos, com per\u00edodos de rota\u00e7\u00e3o da ordem do milissegundo (10-3<\/sup> s); pulsares intermedi\u00e1rios, com per\u00edodos que v\u00e3o do cent\u00e9simo ao d\u00e9cimo de segundo (10-2<\/sup> a 10-1<\/sup> s); e pulsares mais lentos, com per\u00edodos de um a dez segundos (100<\/sup> a 10\u00b9 s)\u201d, informou Coelho.<\/p>\n

Outra consequ\u00eancia da contra\u00e7\u00e3o \u00e9 que o campo magn\u00e9tico da estrela se intensifica tremendamente. \u201cIsso decorre do chamado \u2018princ\u00edpio de conserva\u00e7\u00e3o de fluxo\u2019. Uma vez que a \u00e1rea da superf\u00edcie do astro diminui, para que o fluxo magn\u00e9tico se conserve, o campo deve crescer com o quadrado da raz\u00e3o entre o raio anterior e o raio resultante\u201d, explicou o supervisor Jose Carlos Neves de Ara\u00fajo. Assim, o campo magn\u00e9tico das estrelas de n\u00eautrons pode atingir valores da ordem de cem milh\u00f5es (108<\/sup>) a um quatrilh\u00e3o (1015<\/sup>) de Gauss. Para efeito de compara\u00e7\u00e3o, a magnitude do campo magn\u00e9tico na superf\u00edcie da Terra \u00e9 da ordem de 0,25 a 0,65 Gauss.<\/p>\n

Estrelas de n\u00eautrons<\/b><\/p>\n

Embora os primeiros pulsares tenham sido detectados na faixa do r\u00e1dio, as estrelas de n\u00eautrons emitem em todas as frequ\u00eancias do espectro eletromagn\u00e9tico: r\u00e1dio, micro-ondas, infravermelho, luz vis\u00edvel, ultravioleta, raios X, raios gama. Por\u00e9m, s\u00f3 podem ser percebidas como pulsares, isto \u00e9, como objetos pulsantes, quando o eixo de seu campo magn\u00e9tico n\u00e3o coincide com o seu eixo de rota\u00e7\u00e3o. O motivo \u00e9 que a emiss\u00e3o ocorre a partir dos polos magn\u00e9ticos. Quando os eixos coincidem, o canh\u00e3o de f\u00f3tons (as part\u00edculas respons\u00e1veis pela intera\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica) aponta sempre na mesma dire\u00e7\u00e3o. Quando n\u00e3o coincidem, o feixe de f\u00f3tons varre diferentes regi\u00f5es do espa\u00e7o durante a rota\u00e7\u00e3o. Cada vez que ele aponta para o observador terrestre, isso \u00e9 percebido como um pulso. O fen\u00f4meno \u00e9 parecido com o dos pulsos luminosos emitidos pelos far\u00f3is que orientam os navios.<\/p>\n

\u201cO que mais nos entusiasmou nesse estudo sobre a fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico foi a possibilidade de prever, a partir desse efeito, a inclina\u00e7\u00e3o do campo magn\u00e9tico do pulsar em rela\u00e7\u00e3o ao eixo de rota\u00e7\u00e3o e tamb\u00e9m a evolu\u00e7\u00e3o do campo magn\u00e9tico ao longo do tempo. No cen\u00e1rio cl\u00e1ssico, de radia\u00e7\u00e3o de dipolo magn\u00e9tico puro, o campo deve aumentar de forma a explicar os braking indices<\/i> observados. Mas a introdu\u00e7\u00e3o da QVF e outros ingredientes invertem essa tend\u00eancia\u201d, comentou Coelho.<\/p>\n

Importante salientar que a confirma\u00e7\u00e3o ou refuta\u00e7\u00e3o de QVF deve advir de forma observacional. \u201cNossas an\u00e1lises nos mostraram que h\u00e1 quantidades f\u00edsicas que se contrastam muito dependendo ou n\u00e3o da inser\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico no mecanismo de perda de energia de um pulsar, dando-nos assim grandes esperan\u00e7as de se testar de forma definitiva QVF quando estas puderem ser medidas\u201d, adiciona o coautor do artigo Jonas Pedro Pereira.<\/p>\n

Segundo os pesquisadores, a fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico tornar-se-ia especialmente relevante em pulsares com campos magn\u00e9ticos muito intensos, de 1012<\/sup> a 1013<\/sup> Gauss, e que, por j\u00e1 terem perdido bastante rota\u00e7\u00e3o, apresentem per\u00edodos mais longos, de um a 10 segundos.<\/p>\n

\u201cAo considerar a fric\u00e7\u00e3o do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico, nosso estudo acrescentou um importante elemento ao modelo cl\u00e1ssico de transfer\u00eancia de energia dos pulsares, baseado apenas na radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica. Mas queremos ir adiante, e estamos trabalhando agora em um terceiro mecanismo de transfer\u00eancia, que \u00e9 o da emiss\u00e3o de ondas gravitacionais \u201d, finalizou Ara\u00fajo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A resist\u00eancia ao movimento oferecida pelo v\u00e1cuo pode estar desacelerando a rota\u00e7\u00e3o ultrarr\u00e1pida das estrelas<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":47839,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"thumbnail":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia-300x192.jpg",300,192,true],"medium_large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"1536x1536":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"2048x2048":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-2":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-3":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-4":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2016\/08\/astronomia.jpg",415,265,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"","author_link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/author\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"A resist\u00eancia ao movimento oferecida pelo v\u00e1cuo pode estar desacelerando a rota\u00e7\u00e3o ultrarr\u00e1pida das estrelas","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/47838"}],"collection":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=47838"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/47838\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media\/47839"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=47838"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=47838"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=47838"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}