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RBPEC • Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências | Volume 22 | e37498, 1–27
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Submetido em 15/12/2021 • Aceito em 03/03/2022
Larissa do Nascimento Pires • Luiz O. Q. Peduzzi
Palavras-chave HISTÓRIA DA FÍSICA E DA ASTRONOMIA • NATUREZA DA CIÊNCIA • ENSINO
DE FÍSICA
Pulsating Stars: o Contexto Histórico de Pós-detecção dos Pulsares
no Campo da Física e da Astronomia
Resumo
Em fevereiro de 1968, a então estudante de pós-graduação Jocelyn Bell, seu orientador Antony Hewish e
demais integrantes do grupo de radioastrônomos da Universidade de Cambridge publicaram um artigo
na Revista Nature sobre incomuns sinais pulsados em ondas de rádio, identicados inicialmente em
meados de agosto de 1967, gerando um amplo movimento da comunidade cientíca para entendimento
deste suposto novo objeto astronômico: os pulsares. Neste artigo, objetivamos discutir aspectos históricos
envolvidos no processo de compreensão conceitual dos pulsares, tendo como base artigos cientícos
publicados à época, comentários sobre o episódio elaborados por Jocelyn Bell Burnell e Antony Hewish,
além de estudos secundários sobre a história dos pulsares. A partir de reexões de Ludwik Fleck e omas
Kuhn, as discussões de Natureza da Ciência evidenciadas consistem, por exemplo, na extensão temporal
e na construção coletiva de uma descoberta cientíca e no processo complexo de circulação de teorias e
de observações sobre um fenômeno entre astrônomos.
Abstract
In February 1968, the then postgraduate student Jocelyn Bell, her advisor Antony Hewish and other
members of the Radio Astronomy Group at Cambridge University published an article in the journal
Nature about “unusual signals” in the data coming from her radio telescope, initially identied in mid-
August 1967. is mobilized the scientic community to understand this allegedly new astronomical
object: the pulsars. In this paper, we aim to discuss historical aspects involved in the process of conceptual
understanding of pulsars, based on scientic articles published at the time; comments on the episode by
Jocelyn Bell Burnell and Antony Hewish, and also on secondary sources on the history of pulsars. From
studies of Ludwik Fleck and omas Kuhn, discussions of Nature of Science consist, for example, in
temporal extension and collective construction of a scientic discovery, as well as in the complex process
of circulation of theories and observations of a phenomenon among astronomers.
Pulsating Stars: the Historical Context of Post Detection in the Field of Physics
and Astronomy
Keywords HISTORY OF PHYSICS AND ASTRONOMY • NATURE OF SCIENCE • TEACHING OF
PHYSICS
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Introdução
Em 1972, a Agência Espacial Americana (NASA) lançou a sonda espacial Pioneer
10, com o objetivo de coletar dados sobre planetas gasosos, como Júpiter e Saturno.
Nesta sonda, estava presente uma placa “[...] com uma espécie de mensagem informativa
sobre a Terra destinada a quem a pudesse interceptar, uma mensagem interestelar
numa garrafa” (García-Posada, 2017, p. 269, tradução livre). Elaborada por uma equipe
coordenada pelo astrônomo Carl Sagan (1934–1996), a construção da Placa Pioneer
possuía o objetivo de conceder respostas sobre a existência de vida fora da Terra. Para
que possíveis seres extraterrestres pudessem reconhecer que a mensagem estava sendo
emitida do Sistema Solar, os astrônomos utilizaram sinais eletromagnéticos emitidos
por catorze pulsares. Em relação a estes objetos astronômicos, Carl Sagan menciona em
seu livro O Mundo Assombrado Pelos Demônios, brevemente, o episódio de detecção dos
pulsares:
Em 1967, cientistas britânicos encontraram uma fonte intensa de rádio muito
mais próxima, acendendo e apagando-se com precisão espantosa, com período
constante de dez ou mais números signicativos. [...] Os cientistas até lhe deram,
entre si, na Universidade de Cambridge, a designação desvirtuada de LGM-1,
sendo LGM a sigla inglesa para homenzinhos verdes.
[...] Logo cou claro que aquilo que estavam observando era o que agora se
chama pulsar [...] o estado nal de uma estrela maciça, um sol encolhido até o
tamanho de uma cidade, que não é mantido, como as outras estrelas, pela pressão
de gás, nem pela degeneração dos elétrons, mas por forças nucleares. [...] Não é
uma civilização extraterrestre. É outra coisa: mas algo que nos abre os olhos e
as mentes e indica possibilidades não imaginadas na natureza (Sagan, 2006, pp.
207–208).
Extrapolando o contexto cientíco, os pulsares apareceram em momentos da
cultura popular, como na indústria musical. A representação gráca de um dos pulsares
encontrado pela cientista britânica Jocelyn Bell Burnell está presente na capa do álbum
de estreia da banda Joy Division, intitulado Unknown Pleasures e lançado no ano de 1979.
Sobre este fato, James (2017, p. 2, tradução livre) aponta que, atualmente, “[...] muitas
pessoas reconhecem a imagem que aparece em tudo, de camisetas a tatuagens, mas
poucos percebem que representa o primeiro pulsar descoberto”. A inspiração artística
para o álbum parece ter se originado da seguinte maneira:
[...] na edição de 1977 da “e Cambridge Encyclopedia of Astronomy”, havia uma
imagem de pers de pulsos [...] sucessivos do PSR 1919+211. O retrato simples,
mas enigmático, de rabiscos, poderia ter permanecido naquela enciclopédia e em
artigos de jornal obscuros se não tivesse chamado a atenção de Peter Saville, que
decidiu que seria a capa perfeita para o álbum de Joy Division (James, 2017, p. 2,
tradução livre).
1 Esta é uma das denominações atuais para o primeiro pulsar encontrado por Jocelyn Bell, originalmente chamado
de CP 1919.
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Além de se evidenciar aspectos mais populares da ciência sobre este objeto
astronômico, também se faz importante considerar o reconhecimento histórico sobre
elementos do processo de construção conceitual sobre os pulsares. Na perspectiva do
ensino de Ciências, diversos trabalhos (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; McComas,
2008; Moura, 2014; Peduzzi & Raicik, 2020) sugerem que a articulação de aspectos
histórico-epistemológicos pode contribuir na discussão sobre elementos da Natureza
da Ciência (NdC). De acordo com McComas (2008, pp. 249–250, tradução livre), a
NdC pode ser descrita como “[...] uma rica descrição da ciência; como ela funciona,
como os cientistas operam enquanto grupo social e como a própria sociedade
tanto direciona como reage ao empreendimento cientíco”. Na área de História da
Astronomia, especicamente, existem algumas pesquisas que contemplam a análise de
elementos da atividade e da produção cientíca: a descoberta da expansão do Universo
e o desenvolvimento da Lei de Hubble (Bagdonas, Zanetic & Gurgel, 2017), além do
trabalho de Almeida (2021), que explorou elementos históricos que se manifestam na
descoberta dos buracos negros.
Em relação à temática dos pulsares, Pires e Peduzzi (2022) realizaram um estudo
sobre a presença da serendipidade na identicação destes objetos, além do protagonismo
da então estudante de pós-graduação Jocelyn Bell. Em meio a uma procura de quasares
para o desenvolvimento de sua pesquisa de doutorado na Universidade de Cambridge,
Bell identicou os primeiros sinais que seriam posteriormente compreendidos como
pulsares, “[...] as últimas estrelas estáveis [...] [que] podem ser consideradas como
objetos que falharam na tarefa de tornarem buracos negros” (Longair, 2006, pp. 196–
197, tradução livre).
Assim, este artigo tem como objetivo discutir elementos de cunho histórico que
podem ser evidenciados no contexto de pós-detecção dos pulsares — que entendemos
como o contexto cientíco de compreensão dos aspectos conceituais sobre estes objetos
astronômicos — além de apontar possíveis discussões epistemológicas e sobre a natureza
do conhecimento cientíco com base neste recorte histórico. Para tanto, pretendemos
dar respostas aos seguintes questionamentos: “Que aspectos históricos podem ilustrar o
contexto de construção conceitual sobre os pulsares? Que discussões sobre a Natureza
da Ciência podem ser evidenciadas com base em elementos históricos presentes no
contexto pós-detecção destes objetos astronômicos?”.
Considerando aspectos metodológicos da análise documental (Cellard, 2012),
versamos sobre determinados elementos históricos envolvidos no contexto histórico de
compreensão dos pulsares pela comunidade cientíca, com base em fontes primárias,
como relatos de Jocelyn Bell Burnell e Antony Hewish, bem como artigos cientícos
publicados entre os anos de 1967 e 1969; e fontes secundárias, como obras que
apresentam reexões retrospectivas sobre a importância dos pulsares. Desenvolvemos
uma discussão epistemológica com base em Ludwik Fleck (2010) e reexões pontuais de
omas Kuhn (2011; 2018), no sentido de direcionar possíveis discussões de Natureza
da Ciência no âmbito de ensino de Física e de Astronomia. Por último, apresentamos
desdobramentos futuros do estudo realizado.
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Contexto de Pós-Detecção dos Pulsares
Primeiras Comunicações
Cinquenta anos depois da detecção do primeiro pulsar, Jocelyn Bell Burnell (1943-)
relembra sua atuação como estudante de doutorado na Universidade de Cambridge,
orientada pelo radioastrônomo Antony Hewish (1924–2021). Entretanto, “ela não
estava apenas construindo o radiotelescópio elaborado por Hewish para procurar fontes
cintilantes. Ela também estava construindo [sem o saber] um dispositivo ideal para
descobrir pulsares” (McGrayne, 1998, p. 369). De acordo com a cientista:
[...] encontrei mais de 150 fontes mais compactas que provavelmente seriam
quasares, mas permaneceu um sinal inexplicável ocasional. Compreender esse
sinal peculiar levou vários meses e, em seguida, descobrir que era uma sequência
de pulsos regulares com um período de 1,33 segundos abriu mais problemas do
que soluções. Ao longo de dezembro de 1967, meu supervisor de doutorado,
Antony Hewish, e eu estabelecemos que as pulsações eram genuínas — não eram
interferência de rádio — que tinham um período muito preciso [...] e que a fonte
era pequena e massiva [...] Logo eu encontrei um segundo, claramente da mesma
família (seja lá o que fosse) e algumas semanas depois, um terceiro e um quarto
(Bell Burnell, 2017, p. 831, tradução livre).
Após a denição das suas primeiras características, Hewish providenciou a
redação de um artigo em meados de janeiro de 1968, a ser submetido para a Revista
Nature. Em meio à época de avaliação da submissão, Hewish também organizou um
seminário apresentado no dia 20 de fevereiro de 1968, no Laboratório Cavendish, na
Universidade de Cambridge. Sobre este aspecto, em um de seus relatos, a cientista
ressalta:
Poucos dias antes de o artigo ser publicado, Tony Hewish deu um seminário em
Cambridge para anunciar os resultados. Todos os astrônomos em Cambridge,
ao que parecia, compareceram àquele seminário, e seu interesse e entusiasmo
me deram uma primeira apreciação da revolução que havíamos começado (Bell
Burnell, 1977, p. 687, tradução livre).
No livro Uma Breve História do Tempo, Stephen Hawking (1942–2018) relata que
estava presente nesta ocasião. Segundo ele, “[...] no seminário em que anunciaram sua
descoberta2, lembro-me de que chamaram as quatro primeiras fontes descobertas de
LGM 1–4 [...] uma sigla para ‘Little Green Men’” (Hawking, 2015, pp. 121–122). Alguns
aspectos da divulgação destes achados no seminário foram os seguintes:
2 Esta citação é um exemplo, dentre outras extraídas de fontes secundárias, em que as/os autores se referem ao
termo descoberta como um evento unitário, ocorrido em um determinado lugar e com certo indivíduo. No âmbito
deste artigo, no entanto, defendemos um entendimento sobre descobertas cientícas no sentido que é descrito por
Kuhn (2011), como um esforço coletivo desenvolvido em um determinado período de tempo.
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Hewish revelou tudo... Bem, quase tudo: sua equipe havia detectado uma rápida
fonte de rádio pulsante para a qual não havia explicação imediata. Ninguém na plateia
sabia quais eram as fontes e, apesar da especulação extraterrestre inicial, agora estava
claro que eles haviam encontrado um novo fenômeno [...] Havia um sentimento entre
os presentes de que era o início de algo importante no mundo da astronomia. Hewish
resumiu o artigo, mencionando que objetos semelhantes foram encontrados em outras
partes do céu (McNamara, 2008, p. 48, tradução livre).
Durante esta exposição, cientistas apontaram conjecturas acerca do
comportamento destes sinais. Apesar do período de um quarto de segundo do último
pulsar encontrado por Jocelyn Bell ter tornado “[...] as explicações envolvendo estrelas
anãs brancas cada vez mais difíceis” (Hewish, 1974, p. 178, tradução livre), Hewish
sugeriu em sua apresentação que este objeto “[...] poderia ser algum tipo de anã branca
vibrante” (McNamara, 2008, p. 48, tradução livre). Antony Hewish descreve que
em determinado estágio da investigação, o grupo de pesquisa passou a considerar a
possibilidade dos sinais consistirem em anãs brancas. Segundo ele, “meus amigos da
biblioteca do observatório caram surpresos ao ver um radioastrônomo se interessando
tanto por livros sobre evolução estelar” (Hewish, 1974, p. 178, tradução livre).
Neste seminário, se fazia presente o astrônomo e físico teórico Fred Hoyle (1915-
2001). Na ocasião, apesar de o astrônomo dizer que não possuía conhecimento destas
estrelas até então, a cientista descreve que Hoyle apontou o seguinte: “Não acho que
[estas estrelas] sejam anãs brancas, acho que são remanescentes de supernovas” (Bell
Burnell, 1983, p. 169, tradução livre). McNamara (2008, p. 48, tradução livre) discute
que, possivelmente, Fred Hoyle, “[...] não estava mencionando as nuvens de gás em
expansão, mas sim o que havia sido deixado para trás: as estrelas de nêutrons de Baade
e Zwicky”.
No ano de 1934, Walter Baade (1893–1960) e Fritz Zwicky (1898–1974) sugeriram
que explosões de supernovas poderiam consistir na passagem de uma estrela comum para
uma estrela de nêutrons (Baade & Zwicky, 1934). Dick (2013) sugere que, no entanto, no
momento da detecção dos pulsares, estas predições não foram consideradas pelo grupo de
radioastrônomos de Cambridge como possíveis explicações para os primeiros achados.
Outras hipóteses, como inclusive a possibilidade de comunicação extraterrestre, foram
consideradas primeiramente, para somente semanas depois os cientistas começarem a
elencar aspectos próximos às predições teóricas de Baade e Zwicky.
Após a comunicação dos achados, a Revista Nature publicou o artigo dentro
de duas semanas, o que foi “[...] uma decisão extraordinariamente rápida por parte
dos editores da revista” (Greenstein, 1984, p. 21, tradução livre). No resumo do artigo
intitulado Observation of Rapidly Pulsating Radio Source, publicado no dia 24 de fevereiro
de 1968, os autores apontam:
Sinais incomuns de fontes pulsantes de rádio foram registrados no Mullard Radio
Astronomy Observatory. A radiação parece vir de objetos localizados no interior
da galáxia e pode estar associada com oscilações de anãs brancas ou estrelas de
nêutrons (Hewish et al., 1968, p. 709, tradução livre).
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No artigo de Hewish et al. (1968), há a menção às características do radiotelescópio
construído, evidenciando-se que após entrar em operação, “percebeu-se sinais que,
apesar de inicialmente fracos, eram repetidamente observados em uma declinação
e ascensão reta xa: este resultado mostrou que a fonte não tinha origem terrestre”
(Hewish et al., 1968, p. 709, tradução livre). Em um dos seus relatos, a cientista aponta
que, “no artigo, fomos um pouco ambíguos sobre o que havíamos testemunhado, porque
honestamente não sabíamos o que era” (Bell Burnell, 2004, p. 1.10, tradução livre). Sobre
isso, os autores mencionam algumas hipóteses iniciais na tentativa da compreensão
dos sinais: apontam que “a notável natureza destes sinais em um primeiro momento
sugeriram que sua origem poderia ser de transmissões humanas que poderiam surgir de
sondas espaciais” (Hewish et al., 1968, p. 709, tradução livre). Posteriormente, os autores
discorrem que
A característica mais signicativa a ser considerada é a extrema regularidade dos
pulsos. Isso sugere uma origem em termos da pulsação de uma estrela inteira,
ao invés de alguma perturbação mais localizada em uma atmosfera estelar. Com
relação a isso, é interessante notar que já foi sugerido que a pulsação radial das
estrelas de nêutrons pode desempenhar um papel importante na história das
supernovas e seus remanescentes (p. 712, tradução livre).
Sobre a menção das estrelas de nêutrons e de explosões de supernovas, Lyne
& Graham-Smith (2012, p. 5, tradução livre) apontam que “[...] é particularmente
interessante ver que o artigo menciona especicamente uma estrela de nêutrons como
uma origem possível, quando naquela época a existência de estrelas de nêutrons era
apenas hipotética”. Apesar disso, não se apresentavam menções explícitas às elaborações
teóricas propostas por Walter Baade e por Fritz Zwicky. Por certo,
Mesmo que o artigo de descoberta do pulsar de 1968 de Anthony Hewish,
Jocelyn Bell e seus colegas tenham citado como possível explicação um artigo
teórico recente de Meltzer e orne sobre pulsações radiais de anãs brancas e
estrelas de nêutrons no ponto nal da evolução estelar, nem esse artigo nem o
artigo de descoberta cita a previsão teórica de Baade e Zwicky, feita mais de três
décadas antes. Apesar da previsão, os astrônomos estavam céticos de que tal
objeto pudesse existir na realidade (Dick, 2013, p. 309, tradução livre).
Nas considerações nais do artigo, os autores sugerem que “[...] evidências
observacionais são claramente necessárias para obter uma melhor compreensão dessa
estranha nova classe de fontes de rádio” (Hewish et al., 1968, p. 713, tradução livre).
Em termos das reações da comunidade cientíca, Hewish (1974) argumentou em seu
discurso no Nobel de Física em 1974 que “os meses que se seguiram ao anúncio de
nossa descoberta foram ocupados tanto para observadores quanto para teóricos, pois
os radiotelescópios de todo o mundo se voltaram para os primeiros pulsares” (p. 178,
tradução livre). Houve um movimento da comunidade cientíca em se debruçar sobre
as novas possibilidades deste novo objeto, como observado em inúmeras publicações
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na Nature e em outras revistas, além de conferências entre cientistas: “[...] o problema
passou das suas mãos [do grupo] para as da comunidade mundial de físicos e astrônomos
como um todo” (Greenstein, 1984, p. 16, tradução livre).
O Comportamento Enigmático dos Pulsares
O comportamento deste objeto estelar exibia um aspecto que intrigava os cientistas
envolvidos na sua detecção, bem como os demais estudiosos que se debruçaram sobre
este achado. A paradoxal conclusão que se apresentava era que “[...] a ideia de algo
piscando e apagando tão rapidamente implicava que era muito pequeno. Ao mesmo
tempo, a incrível precisão do período indicava que era algo grande e regular” (McNamara,
2008, p. 45). Assim, a dúvida que pairava entre as/os cientistas consistia no fato de que
embora fosse “[...] amplamente reconhecido que a extrema regularidade das emissões
dos pulsares era algo que merecia atenção [...] nenhuma fonte astronômica havia
sido encontrada pulsando com um comportamento tão próximo a sua regularidade”
(Greenstein, 1984, p. 22, tradução livre). Em termos observacionais, considerava-se que
“os primeiros pulsares descobertos giravam em apenas alguns segundos e não demoraria
muito para que outros ainda mais rápidos fossem encontrados. Não é de se admirar que
os astrônomos achassem esse conceito difícil” (McNamara, 2008, p. 55, tradução livre).
Neste domínio, “três mecanismos [...] diferentes foram propostos em um ponto ou
outro durante o debate sobre a natureza dos pulsares” (Greenstein, 1984, p. 22, tradução
livre). Estas conjecturas foram discutidas em uma conferência organizada pelo cientista
Alastair Cameron (1925–2003), entre os dias 20 e 21 de maio de 1968 na cidade de Nova
York. As publicações em revistas cientícas também apontavam estas sugestões: um
destes modelos “explicava os pulsares como estrelas de nêutrons em rotação [...] outros
artigos [...] discutiam anãs brancas vibrando ou um satélite orbitando uma estrela de
nêutrons como a explicação” (Dick, 2013, p. 109, tradução livre).
A explicação mais considerada pelos cientistas envolvia o entendimento dos
pulsares como estrelas anãs brancas que oscilavam ou vibravam. “liberando [...] ondas
de energia eletromagnética que os astrônomos captavam como as radiopulsações”
(McNamara, 2008, p. 57). Greenstein (1984) argumenta que tal fenômeno era “[...] tão
bem conhecido que provavelmente é justo dizer que foi esse modelo que surgiu pela
primeira vez na mente da maioria dos astrônomos quando o anúncio da descoberta dos
pulsares foi feito” (Greenstein, 1984, pp. 26–27, tradução livre). De fato, “estrelas anãs
brancas já eram observáveis e bem compreendidas” (Lyne & Graham-Smith, 2012, p. 6,
tradução livre). De modo geral, estudos indicavam que seus períodos de oscilação eram da
ordem de segundos. Um dos exemplos destes trabalhos, inclusive mencionado no artigo
de Hewish et al. (1968), consistiu em um artigo de Meltzer & orne (1966), intitulado
Normal Modes of Radial Pulsation of Stars at the End Point of ermonuclear Evolution.
Lyne & Graham-Smith (2012, p. 6, tradução livre) apontam que estes cientistas, “[...]
pouco antes da descoberta [dos pulsares] [...] mostraram que uma estrela anã branca
poderia ter uma periodicidade ressonante de cerca de 10 segundos”.
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Entretanto, “[...] o pulsar mais rápido conhecido na época da conferência
possuía um período de um quarto de segundo” (McNamara, 2008, p. 57, tradução
livre), que consistia justamente no último pulsar encontrado por Jocelyn Bell. Ainda
que este pulsar apresentasse um período consideravelmente inferior em comparação aos
modelos teóricos que descreviam as anãs brancas, estas “[...] estavam dentro do reino
da possibilidade e até mesmo eram consideradas como as candidatas mais prováveis”
(McNamara, 2008, p. 57, tradução livre). Em artigos da época, cientistas apontavam que
“a anã branca pulsante parece, atualmente, ser o candidato mais razoável [...] e espera-
se que a medição sucientemente precisa da sua posição seja capaz de fornecer uma
identicação com uma anã branca reconhecível” (Smith, 1968, p. 5, tradução livre).
Outra explicação também considerada pelas/os cientistas consistiu na hipótese
de sistemas binários, em referência a um planeta ou um satélite que orbitava uma estrela
anã branca ou mesmo uma estrela de nêutrons. Um dos impasses desse modelo diz
respeito “a perda de energia por meio da radiação gravitacional [que] levaria a uma
diminuição do período orbital” (Lyne & Graham-Smith, 2012, p. 7, tradução livre).
Em outras palavras, caso o planeta orbitasse em torno de estrelas mais compactas
com raios consideravelmente menores, como estrelas de nêutrons, “[...] a energia do
sistema - planeta e estrela - vazaria continuamente para o espaço na forma de radiação
gravitacional, desacelerando o planeta e fazendo com que ele espirasse na estrela de
nêutrons dentro de algumas horas” (McNamara, 2008, p. 58, tradução livre).
Outra possível explicação consistia na rotação deste objeto astronômico: este “[...]
estágio posterior de condensação representado por uma estrela de nêutrons existia em
uma teoria familiar apenas a certos astrofísicos que estavam preocupados com estados
altamente condensados da matéria” (Lyne & Graham-Smith, 2012, p. 6, tradução livre).
A dúvida consistia no fato de como os pulsares poderiam rotacionar tão rapidamente.
Estudiosos que se destacaram por trabalhos nesta perspectiva são o italiano Franco
Pacini (1939–2012) e o austríaco omas Gold (1920–2004): de maneira independente,
estes astrônomos sugeriram a existência de estrelas de nêutrons em rotação que emitem
ondas eletromagnéticas de maneira periódica (Hewish, 1974).
Em seu artigo intitulado Energy Emission from a Neutron Star, Franco Pacini
questionou “[...] se a energia armazenada na estrela de nêutrons desempenha um
papel importante na conexão com a atividade observada em alguns remanescentes de
supernova, como a Nebulosa do Caranguejo” (Pacini, 1967, p. 567, tradução livre). O
cientista sugeriu a existência de “[...] uma estrela de nêutrons em rotação rápida, com
um forte campo magnético dipolar, [que] atuaria como um gerador elétrico muito
energético que poderia fornecer uma fonte de energia para a radiação de uma nebulosa
circundante” (Lyne & Graham-Smith, 2012, p. 9, tradução livre).
omas Gold, por sua vez, publicou o artigo Rotating Neutron Stars as the Origin
of the Pulsating Radio Source em junho de 1968. Antes de o artigo ser publicado, Gold
submeteu sua construção teórica na conferência ocorrida em Nova York, mas, suas
ideias não foram aprovadas por Alastair Cameron, o qual disse que a sugestão era “[...]
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tão bizarra que, se isso fosse admitido, não haveria m para o número de sugestões
que também deveriam ser permitidas” (McNamara, 2008, p. 60, tradução livre). Apesar
disso, o astrônomo publicou seu trabalho, estabelecendo que os objetos detectados por
Jocelyn Bell pudessem consistir em estrelas de nêutrons em rotação:
A constância de frequência nas fontes de rádio pulsadas recentemente descobertas
pode ser explicada pela rotação de uma estrela de nêutrons. Por causa dos fortes
campos magnéticos e altas velocidades de rotação, as velocidades relativísticas
serão estabelecidas em qualquer plasma na magnetosfera circundante, levando
à radiação no padrão de um farol giratório (Gold, 1968, p. 731, tradução livre).
Gold (1968, p. 732, tradução livre) ainda menciona que “se o período de rotação
ditar a taxa de repetição, a estrutura na dos pulsos observados representaria feixes
direcionais girando como um farol”. O astrônomo ainda discutiu a conjectura das anãs
brancas como uma hipótese considerada por outras/os cientistas:
O caso em que as estrelas de nêutrons são responsáveis pelas fontes de rádio
pulsantes recentemente descobertas parece ser forte. Nenhum outro objeto
astronômico conhecido teoricamente possuiria periodicidades tão curtas e
precisas quanto às observadas, variando de 1,33 a 0,25 [segundo]. Harmônicos
superiores em uma frequência fundamental inferior que podem ser manifestados
por uma anã branca foram mencionados; mas a estrutura na e detalhada de
vários pulsos curtos que se repetem [...] torna qualquer explicação [das anãs
brancas] muito improvável (Gold, 1968, pp. 731–732, tradução livre).
Ao nal de seu artigo, Gold (1968, p. 732, tradução livre) apresenta predições
dos seguintes aspectos sobre estas estrelas: “[...] pode ser possível encontrar uma
desaceleração leve, mas constante, das frequências de repetição observadas. Além disso,
pode-se supor que existem mais fontes com frequências [de repetição] mais altas do que
mais baixas”. Em outras palavras, o astrônomo sugeriu que estas fontes de rádio, com o
passar do tempo, sofreriam uma gradativa redução em sua energia rotacional, gerando
um aumento no seu período de rotação (Dick, 2013).
No apêndice da tese de doutorado da astrônoma em que se apresentam aspectos
da descoberta dos pulsares, Bell comentou que apesar da ampla variedade de explicações
para o comportamento destes objetos, até aquela época, “[...] nenhuma explicação
inteiramente satisfatória dessas fontes [...] [havia sido] ainda apresentada” (1969, p. 232,
tradução livre). Desta maneira, destacamos que não somente construções teóricas foram
empreendidas para a compreensão deste novo fenômeno, mas também, radioastrônomos
se voltaram para o céu para o estudo mais aprofundado das fontes já reconhecidas por
Jocelyn Bell, além de direcionarem a procura para novos objetos. Dentre estes, podemos
destacar os pulsares encontrados na Nebulosa de Vela e de Caranguejo.
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Vela e Caranguejo: Os Pulsares
Em 1968, o estudante Alan Vaughan ingressou no curso de doutorado na
Universidade de Sydney, na Austrália, sob a supervisão de Michael Large. Nesta ocasião,
Vaughan fora convidado para atuar no Observatório de Molonglo, objetivando observar
os novos quatro pulsares encontrados por meio da pesquisa de Jocelyn Bell, mas
também procurar por outros, mediante o Telescópio Mills Cross. Durante esta procura,
os membros do grupo encontraram sinais com comportamentos característicos de
pulsares que eram localizados “[...] perto do remanescente da supernova de Vela, ela
própria o resultado de uma estrela que explodiu há cerca de dez mil anos” (McNamara,
2008, p. 62, tradução livre). Este achado poderia ser uma das primeiras evidências da
associação entre os pulsares e as estrelas de nêutrons presentes em remanescentes de
supernovas. Ainda que esta possibilidade tivesse sido apontada por Hewish, Bell e os
demais colegas radioastrônomos de Cambridge, “[...] os quatro sinais originais não
estavam localizados em nenhum lugar perto de qualquer remanescente conhecido de
supernova” (Greenstein, 1984, p. 29, tradução livre).
Neste âmbito, os pesquisadores redigiram um artigo intitulado A Pulsar Supernova
Association, em que apontam a suposta existência de um pulsar próximo à Supernova
de Vela com um período de pulsação de 89 milissegundos. Em relação às construções
teóricas consideradas por cientistas, os autores apontam que “o curto período de PSR
0833-453 [...] torna muito improvável que eles possam ser associados a estrelas anãs
brancas giratórias ou pulsantes” (Large et al., 1968, p. 341, tradução livre):
Em uma busca por pulsares no sul do Observatório Molonglo, um pulsar de
período muito curto foi descoberto na posição de um remanescente suspeito
de supernova. [...] A aparente coincidência do pulsar e da supernova pode ser
fortuita, então é prematuro tirar conclusões de longo alcance. Mas é interessante
explorar a possibilidade de uma associação física e assumir provisoriamente que
o pulsar representa o estágio nal de colapso da estrela que explodiu (Large et al.,
1968, p. 340, tradução livre).
Também em 1968, o astrônomo David Staelin (1938–2011) começou a atuar no
Telescópio Greenbank do Observatório Nacional de Radioastronomia em West Virginia.
Neste contexto, o pesquisador “[...] queria combinar seus interesses em processamento
de sinais e radioastronomia, e os pulsares recém-descobertos pareciam uma escolha
lógica” (McNamara, 2008, p. 68, tradução livre). Para tanto, o pesquisador havia
desenvolvido uma teoria para o funcionamento de um radiotelescópio, de maneira a
detectar pulsares, que poderia observar não somente a periodicidade dos pulsos, mas
também, sua dispersão:
3 McNamara (2008) ressalta que os primeiros pulsares identicados por Jocelyn Bell foram denominados
mediante a sigla CP, que signicava “Cambridge Pulse”. Posteriormente, cientistas como Alan Vaughan, passaram a
denominar, em seus artigos, outros pulsares com a sigla PSR, que consistia em uma abreviação da palavra “pulsar”.
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[...] na medida em que as ondas de rádio passam pelo espaço interestelar, elas
encontram elétrons livres que atrasam ondas com comprimentos de onda mais
longos do que aquelas com comprimentos de onda mais curtos. [...] Observando
quanta diferença existe entre os tempos de chegada de um único pulso em dois
comprimentos de onda diferentes, os astrônomos podem dizer quanto o pulso
foi disperso. Esta é uma maneira de determinar quanto espaço o pulso percorreu
e, portanto, a que distância ele está (McNamara, 2008, p. 68, tradução livre).
Para tanto, o pesquisador desenvolveu um espectrômetro para analisar as ondas
eletromagnéticas provenientes destes objetos, mediante o auxílio de engenheiros e do
pesquisador Edward Reifenstein. Ambos apresentaram visível interesse em investigar a
existência de pulsares em remanescentes de supernovas: a pesquisa direcionada desses
cientistas acarretou na identicação de duas fontes, publicadas no artigo Pulsating Radio
Sources Near the Crab Nebula. Tais fontes foram denominadas pelos cientistas de NP
0532 e NP 0527. Staelin e Reifenstein (1968), no entanto, “[...] rapidamente decidiram
publicar a dupla descoberta sem saber exatamente os períodos” (McNamara, 2008, p. 70,
tradução livre):
As posições de ambas as fontes podem ser coincidentes com a Nebulosa do
Caranguejo [...] Uma associação de uma fonte de rádio pulsante com um objeto
celeste conhecido seria muito informativa e a determinação de uma posição mais
precisa para essas fontes é muito importante (p. 1482, tradução livre).
Apesar da certa imprecisão de seu período, “a publicação da descoberta de pulsos
aleatórios na Nebulosa de Caranguejo — uma remanescente de supernova — estimulou
astrônomos a entrarem em ação” (McNamara, 2008, pp. 70–71, tradução livre). Em
especial, um grupo de pesquisadores, que atuavam no radiotelescópio de Arecibo,
em Porto Rico, “[...] não apenas conrmou que havia de fato um pulsar no coração
da Nebulosa do Caranguejo, mas determinou seu período surpreendente e [...] sua
localização” (McNamara, 2008, p. 71, tradução livre). Este trabalho fora protagonizado
pelo então estudante Richard Lovelace, sob a orientação de Edwin Salpeter (1924–2008).
O objetivo especíco de Lovelace era “[...] trabalhar em um novo código projetado
para encontrar pulsares com períodos muito mais curtos” (Lovelace & Tyler, 2012, p.
186, tradução livre). Cabe apontar que em 1968, as análises dos dados oriundos de
radiotelescópios passaram dos longos grácos para os computadores. Neste sentido, a
pesquisa de Lovelace consistiu em “[...] desenvolver códigos de computador [...] e, em
seguida, analisar os dados coletados pelo telescópio em busca de sinais de pulsares”
(McNamara, 2008, p. 71, tradução livre).
Ainda que não fosse o objetivo inicial do grupo de Arecibo (Lovelace & Tyler,
2012), em novembro de 1968, Lovelace identicou os “[...] primeiros quatro dígitos
do período do pulsar do Caranguejo: 33,09 milissegundos” (McNamara, 2008, p. 72,
tradução livre). Além do fato deste pulsar estar “[...] embutido em um remanescente
de supernova, [...] seu verdadeiro signicado estava em outro lugar. Estava na extrema
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rapidez do pulsar: o “Caranguejo” emitia radiação a uma taxa inédita de 30 rajadas por
segundo” (Greenstein, 1984, p. 29, tradução livre). Estes resultados foram publicados
pelo grupo no artigo Crab Nebula Pulsar NP 0532:
A posição do NP 0532 é uma boa evidência de que está associado a Nebulosa
do Caranguejo. Como tal, é um exemplo de um pulsar de período muito curto
localizado próximo ao local de uma supernova conhecida. O PSR 0833–45, que
tem um período de 89 milissegundos e está localizado próximo ao remanescente
suspeito de supernova, Vela X, é possivelmente outro exemplo. Os períodos
desses pulsares podem ser explicados pela rotação das estrelas de nêutrons [...]
Medições importantes para o futuro incluem a determinação da posição precisa
de NP 0532 (Comella et al., 1969, p. 454, tradução livre).
Tal evidência oportunizou o fato de se considerar mais fortemente a possibilidade
destes objetos serem ou estrelas de nêutrons em rotação ou mesmo estarem em
movimento orbital em torno de outra estrela. No mesmo grupo de pesquisadores em
Arecibo, o período do pulsar do Caranguejo veio a ser renado por David Richards
e John Comella. Além disso, os cientistas observaram que o pulsar do Caranguejo
estava desacelerando ou que seu período estava aumentando gradualmente. Segundo os
autores, “[...] um ajuste linear de mínimos quadrados aos dados [...] resulta em uma taxa
de mudança do período de 36,48±0.04 nano segundos por dia” (Richards & Comella,
p. 551, tradução livre). A publicação destes resultados ocorreu no artigo intitulado
e Period of Pulsar NP0532. A partir desta evidência, demonstrou-se que “apenas um
modelo era capaz de diminuir sua velocidade. Este modelo era o de rotação. Objetos que
giram podem facilmente diminuir sua taxa de rotação e, por m, parar” (Greenstein,
1984, p. 30, tradução livre).
Nesta perspectiva, Jocelyn Bell Burnell reitera que o comportamento destes
objetos se tornou melhor compreendido mediante a detecção deste pulsar e a diminuição
de seu período de rotação: “[...] um sistema vibratório acelera conforme envelhece,
enquanto um corpo em rotação desacelera; então, o modelo se torna uma estrela de
nêutrons em rotação” (2017, p. 831, tradução livre). Da mesma forma, em seu discurso
na Conferência Nobel em 1974, Antony Hewish apontou que
[...] a rotação das estrelas de nêutrons fornecia o mecanismo mais simples e
exível para explicar o movimento do pulsar, e sua previsão de que o período de
pulso deveria aumentar com o tempo logo recebeu uma conrmação dramática
com a descoberta de um pulsar na Nebulosa do Caranguejo (Hewish, 1974, p.
179, tradução livre).
Em suma, este conjunto de observações na Supernova de Vela e na Nebulosa
do Caranguejo acarretou o relativo abandono da hipótese de que estes objetos celestes
poderiam ser anãs brancas vibrantes ou oscilantes. Há quem argumente que a hipótese
da anã branca, “[...] estava à beira da impossibilidade para os primeiros pulsares; a
descoberta dos pulsares de curto período de uma vez a descartou completamente” (Lyne
& Graham-Smith, 2012, p. 8, tradução livre).
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Após essas conrmações, os astrônomos se mantiveram em procuras
sistemáticas por novos pulsares com emissões de radiação em outras regiões do espectro
eletromagnético, como inclusive na faixa da luz visível. Bell Burnell (2017, p. 831,
tradução livre) aponta que “[...] conhecemos cerca de 2500 pulsares radioemissores e
acreditamos que possa haver até 100,000 em nossa galáxia. Apenas cerca de vinte foram
vistos no visível, cem na faixa dos raios-X e duzentos na faixa dos raios gama”. Muitos
questionamentos sobre a natureza e o comportamento dos pulsares ainda não são bem
compreendidos, no entanto. Em nível de exemplo, Bell Burnell (2017, p. 832, tradução
livre) expõe que “exatamente como eles emitem e como essa perda de energia retarda
a rotação ainda não está claro”. Apesar disso, a cientista apresenta o entendimento
relativamente consolidado da atualidade sobre estes objetos:
Agora, acreditamos que os pulsares são estrelas de nêutrons (isto é, estrelas ricas
em nêutrons) formadas a partir do núcleo de uma estrela massiva à medida
que sofre uma explosão de supernova no nal de sua vida. Eles têm um raio da
ordem de 10 km e uma massa de cerca de 1030 kg. Assim, sua densidade média é
comparável à do núcleo do átomo! Eles parecem ter fortes campos magnéticos de
até 1010 T, e cada pulsar gira com um período único; os períodos observados até
agora variam de milissegundos a cerca de 10 s. Dois feixes de ondas de rádio são
produzidos a partir dos polos magnéticos (deslocados) e varrem o céu conforme
o pulsar rotaciona. Se a Terra interceptar qualquer um dos feixes, veremos um
pulso uma vez a cada rotação (Bell Burnell, 2017, p. 831).
Descobertas Quase Serendípticas
Segundo Merton & Barber (2004, p. 196), descobertas serendípticas ocorrem a
partir de uma “[...] pesquisa estabelecida para um determinado propósito, alguns dados
inesperados [...] e um cientista capaz de ser intrigado”. Assim, ao longo da história, houve
determinadas ocasiões em que os pulsares se manifestaram nos radiotelescópios, mas
não chegaram a intrigar alguns observadores. Um desses exemplos ocorreu na década
de 1950, no observatório da Universidade de Chicago. Uma visitante do laboratório
sugeriu a presença de uma fonte celeste pulsante na região onde se localiza a Nebulosa
do Caranguejo. Todavia, “Elliot Moore, um astrônomo da universidade, rejeitou a
armação da mulher, dizendo a ela que todas as estrelas parecem piscar” (Brumel,
2007, p. 975, tradução livre). O relato de Bell Burnell corrobora esta passagem:
A pessoa responsável por organizar as observações do céu noturno apontou o
telescópio para a Nebulosa do Caranguejo [...] e particularmente para a estrela
de Minkowski, que agora conhecemos como Pulsar do Caranguejo. Uma mulher
olhou para o telescópio e disse “Essa estrela está piscando”. O assistente explicou
a ela sobre a cintilação. “Sim”, disse ela, “Sou piloto de avião. Eu sei a diferença
entre cintilação aleatória e lampejo. Essa estrela está brilhando”. Ninguém
acompanhou essa ideia (2004, p. 1.11).
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Não somente em ondas de rádio, o Pulsar do Caranguejo também emite seus
pulsos em outras faixas do espectro, como raios-X. Em outra ocasião, McNamara
(2008, p. 67) aponta uma ocasião em que “[...] astrônomos americanos detectaram o
sinal pulsante da Nebulosa do Caranguejo meses antes da descoberta de Hewish e Bell”,
mas não direcionaram esforços para sua investigação em mais detalhes. O astrônomo
Gerry Fishman era um dos cientistas envolvidos neste episódio. Em 1965, ingressou na
Universidade de Rice, em um grupo de astronomia de raios gama liderado pelo cientista
Bob Haymes. Uma das observações realizadas pelo grupo consistiu em analisar, por
meio de um telescópio transportado por um balão, o espectro de energia da Nebulosa
do Caranguejo “[...] realizado um mês antes das primeiras gravações de pulsares de
rádio” (Fishman, 1992, p. 310, tradução livre).
Todavia, “[...] Fishman e seus colegas sabiam da sugestão de Baade e Zwicky
de que a Nebulosa do Caranguejo poderia ser o local de repouso de uma estrela de
nêutrons” (McNamara, 2008, p. 76, tradução livre). Apesar disso, Fishman (1992, p. 311)
argumenta que “[...] as estrelas de nêutrons eram consideradas apenas uma invenção da
mente dos teóricos. Nós, experimentalistas, tínhamos que nos preocupar com objetos
mais concretos que existem e podem ser estudados e observados à vontade”. Após as
publicações das fontes de rádio pulsantes pelo grupo de Cambridge (Hewish et al., 1968)
e pela detecção do pulsar em ondas de rádio na Nebulosa do Caranguejo (Staelin &
Reifenstein, 1968), Fishman (1992, p. 311, tradução livre) relata que estas
[...] observações do pulsar de rádio desencadearam uma busca para pulsos em
outros comprimentos de onda. Mais ou menos nessa época, nosso grupo da Rice
percebeu que tínhamos alguns antigos dados em raios gama da Nebulosa do
Caranguejo que poderiam ser analisados para emissão pulsada.
Sabendo disso, no entanto, ele relata que “[...] foi aconselhado por um teórico
respeitado da Rice, para não perder [...] tempo com essa pesquisa, porque o pulsar quase
certamente não emitiria nenhuma radiação acima da faixa visível” (Fishman, 1992,
p. 311, tradução livre), expectativa que não veio a se concretizar. Posteriormente, em
fevereiro de 1969, Michael Disney, John Cocke e Donald Taylor publicaram o artigo
Discovery of Optical Signals from Pulsar NP 0532, relatando a identicação de pulsos
emitidos na faixa da luz visível oriundos da Nebulosa do Caranguejo (Cocke et al., 1969).
Pós-Detecção dos Pulsares: Reexões Epistemológicas
Primeiramente, cabe reiterar que o recorte histórico apresentado sobre o
contexto pós-detecção dos pulsares envolve desde o contexto de comunicação pública
dos achados para a comunidade astronômica até o momento em que os pulsares foram
compreendidos pelas/os astrônomos como estrelas de nêutrons em rotação. A partir
destes elementos históricos, elaboramos uma análise epistemológica mediante aspectos
da losoa da ciência de Ludwik Fleck (1896–1961), com reexões pontuais de omas
Kuhn (1922–1996). Estes referenciais, entre tantos outros, especicamente oportunizam
reexões sobre o processo de comunicação de uma descoberta cientíca.
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É imprescindível destacar que a construção de um conceito cientíco, como se
ilustra no exemplo dos pulsares, ocorre de maneira coletiva, com contribuições oriundas
de inúmeras/os estudiosas/os. Ainda que naturalmente se possa evidenciar a atuação
individual das/os cientistas, omas Kuhn, destaca que “o conhecimento cientíco é
intrinsecamente produto de um grupo [...] nem sua ecácia peculiar nem a maneira
como se desenvolve são compreendidas se não houver referência à natureza especial dos
grupos que o produzem” (2011, p. 21). De maneira semelhante, ao evidenciar a estrutura
social do universo cientíco, Fleck (2010, p. 85) aponta que
[...] vemos um trabalho coletivo organizado com divisão de trabalho, colaboração,
trabalhos preparativos, assistência técnica, troca de ideias, polêmicas [...] Muitas
publicações mostram o nome de vários autores que trabalham em conjunto.
[...] Há uma hierarquia cientíca, grupos, adeptos e adversários, sociedades e
congressos, periódicos [...] O portador do saber é um coletivo bem organizado,
que supera de longe a capacidade de um indivíduo.
Por certo, desde a detecção dos primeiros pulsares por Jocelyn Bell até os
posteriores estudos teóricos e observacionais desenvolvidos para a compreensão do
comportamento deste objeto celeste, as/os cientistas envolvidos se encontram em
diferentes grupos de pesquisa. Greenstein (1984, p. 16, tradução livre) elenca que o
processo de compreensão dos pulsares se estendeu por um tempo considerável, “[...]
abrangendo os esforços de cientistas de todo o mundo”. Assim, a atividade cientíca que
se iniciou no observatório em Cambridge rapidamente foi considerada como matéria de
investigação por outros grupos.
Considerando a perspectiva de Ludwik Fleck, cientistas e seus grupos de pesquisa
se organizam em coletivos de pensamento, que podem ser entendidos como “[...] a
comunidade das pessoas que trocam pensamentos ou se encontram numa situação
de inuência recíproca de pensamentos” (Fleck, 2010, p. 82). Ele argumenta que a
circulação de conhecimentos, como no campo cientíco, pode ocorrer entre membros
de um coletivo de pensamento, o que se caracteriza como circulação intracoletiva,
em que acontece o “[...] fortalecimento das formações de pensamento” (Fleck, 2010,
p. 158). Neste caso, a circulação de ideias pode ocorrer entre os especialistas de uma
área, o que Fleck (2010) compreende como círculo esotérico; ou entre especialistas (o
círculo esotérico) e leigos instruídos de um coletivo (o círculo exotérico) — como entre
cientistas especializados em campos da Astronomia e futuras/os astrônomas/os, por
exemplo. A outra forma de circulação, denominada intercoletiva, consiste na circulação
de conhecimento entre coletivos distintos, que geram transformações nos estilos de
pensamento correspondentes.
No exemplo dos pulsares, é possível compreender que os cientistas envolvidos no
episódio possuem uma ampla formação em Astronomia, com suas devidas especialidades,
como Radioastronomia e Astrofísica: estes ramos podem ser entendidos como matizes
do estilo de pensamento astronômico. Tais cientistas atuam, embora de maneiras
ligeiramente diferentes, no coletivo de pensamento da Astronomia. Neste âmbito, os
conhecimentos “peregrinam no interior da comunidade, são lapidados, modicados,
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reforçados ou suavizados, inuenciam outros conhecimentos, conceituações, opiniões
e hábitos de pensar” (Fleck, 2010, pp. 85–86). Nesta perspectiva, podemos entender o
processo de compreensão dos pulsares por meio de uma circulação intracoletiva4, entre
o círculo esotérico de astrônomos, em especial, entre radioastrônomos e astrofísicos,
fortalecendo possibilidades de pesquisa: por exemplo, a descoberta protagonizada por
Jocelyn Bell Burnell permitiu se atentar a existência dos pulsares, estrelas de nêutrons
que emitem pulsações regulares na forma de ondas de rádio.
Assim, cabe apontar que as possíveis primeiras sugestões sobre estes objetos
astronômicos são aquelas que surgem com as contribuições de Walter Baade e Fritz
Zwicky. Ainda, meses antes à descoberta dos pulsares, Franco Pacini havia publicado
um modelo sobre estrelas de nêutrons em rotação. Apesar da existência destas predições
iniciais, manifestava-se a ausência de observações direcionadas para estas estrelas; a
importante atuação cientíca na investigação dos pulsares desenvolvida por Bell Burnell
possibilitou que essas predições fossem retomadas, reinvestigadas e fortalecidas pelos
astrônomos. A pesquisa de Gold, posteriormente, baseou-se nos resultados encontrados
pelos radioastrônomos de Cambridge, complementando e ampliando as considerações
de Pacini.
Em suma, podemos considerar que, a exemplo dos pulsares, conforme Fleck
(2010, p. 153), “cada descoberta é, na verdade, a recriação do mundo inteiro de um
coletivo de pensamento” — neste caso, a Astronomia. Assim, é possível observar que
radioastrônomos, com base em diferentes hipóteses baseadas na Astrofísica Estelar,
trabalharam em um âmbito observacional, na investigação de características de pulsares
que já eram conhecidos e na procura de outros. Astrofísicos, por sua vez, considerando os
resultados encontrados pelos radioastrônomos, trabalharam na construção de modelos
que pudessem explicar o comportamento destes objetos celestes. Desta forma, em um
mesmo coletivo de pensamento, “[...] há sempre um certo sentimento de solidariedade
de pensamento a serviço de uma ideia transpessoal, o que produz uma dependência
intelectual recíproca entre os indivíduos” (Fleck, 2010, p. 158). Em outras palavras, as
contribuições de cada especialidade, oportunizaram a ampliação do estilo de pensamento
astronômico: em termos da especialidade da Radioastronomia, os pulsares consistiram
em um importante objeto que poderia ser investigado por meio de radiotelescópios; na
Astrofísica, por exemplo, ampliou-se a compreensão sobre a evolução das estrelas.
4 Souza e Martins (2021) apontam que reexões sobre o conceito eckiano de circulação intra/intercoletiva se
apresentam de maneiras distintas em artigos do campo do Ensino de Ciências, não havendo um entendimento
consensual. Assim, cabe argumentar a possibilidade de interpretação do processo de compreensão dos pulsares
como um trabalho de coletivos de pensamento relativamente próximos, como radioastrônomos e astrofísicos,
em uma circulação intercoletiva. Nesta perspectiva, suas especialidades permitiram que as contribuições no
entendimento da natureza destes objetos astronômicos ocorressem em perspectivas diferenciadas. Então, seria
possível dizer que a descoberta dos pulsares acarretou, de certa forma, uma mudança que reformulou determinadas
considerações tanto da Radioastronomia quanto da Astrofísica Estelar. Segundo Fleck (2010, p. 160), “[...] qualquer
tráfego intercoletivo de pensamentos traz consigo um deslocamento ou uma alteração nos valores de pensamento
[...] uma mudança desses valores em toda a sua escala de possibilidades”.
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Esta circulação de conhecimentos, iniciada com a divulgação dos achados
encontrados por Jocelyn Bell, aconteceu em diferentes ocasiões, como no seminário
apresentado pelo orientador da cientista na Universidade de Cambridge, além da
conferência organizada em Nova York. Isso permite “[...] o julgamento sobre a existência ou
não existência de um fenômeno, do pesquisador individual para o coletivo exclusivamente
legitimado” (Fleck, 2010, p. 172). Por certo, este aspecto ilustra a comunicação de novos
conhecimentos entre os pares, como radioastrônomos e astrofísicos, neste caso, como
elemento essencial para o desenvolvimento e validação dos conhecimentos cientícos.
Deste modo, “a sua publicidade e avaliação [de conhecimentos] pela comunidade é
o que, via de regra, confere legitimidade e impulsiona o desenvolvimento da ciência”
(Peduzzi & Raicik, 2020, p. 33).
Para o desenvolvimento efetivo desta circulação de conhecimentos, estes
grupos de pesquisa realizaram a publicação de diversos artigos cientícos: na
discussão histórica, apresentamos características pontuais de determinados trabalhos
que foram inuentes para a compreensão conceitual dos pulsares. Em comum, estes
artigos mostram um aspecto elencado por Fleck (2010), que diz respeito ao fato de os
periódicos demonstrarem, como uma de suas características, que seu conteúdo costuma
ser redigido com um caráter provisório, mas com intenções futuras de se transformar
em um conhecimento consolidado:
Qualquer trabalho em periódicos contém, na introdução ou na conclusão, tal
conexão com a ciência dos manuais como prova de que aspira à entrada no
manual e que considera a posição atual como provisória. Esse caráter provisório
também pode ser sentido a partir das indicações sobre planos e esperanças [...]
Faz parte disso a cautela especíca dos trabalhos em periódicos (Fleck, 2010, p.
173).
Atentando-se aos detalhes relativos ao desenvolvimento teórico ocorrido
neste contexto, podemos destacar alguns aspectos sobre as primeiras interpretações e
hipóteses. Os resultados preliminares das detecções protagonizadas por Jocelyn Bell
Burnell, obtidos por radiotelescópios, foram interpretados pelas/os cientistas à luz de
concepções teóricas da Astrofísica Estelar: noções sobre anãs brancas, sobre estrelas
de nêutrons e sobre sistemas binários foram consideradas. Neste contexto, diferentes
sugestões teóricas perante o mesmo fenômeno cientíco foram consideradas pelos
astrônomos, o que implica que “os dados, per se, não geram teorias” (Peduzzi & Raicik,
2020, p. 25). Neste âmbito, ainda que no artigo de Hewish et al. (1968) tenha mencionado
as estrelas de nêutrons como uma possibilidade remota de explicação destes sinais,
sugestões baseadas nas anãs brancas foram predominantemente consideradas pelos
cientistas. De fato, no âmbito do episódio,
[...] o uxo de artigos teóricos especulativos que foi liberado pela descoberta nem
mesmo seguiu essa ideia [das estrelas de nêutrons] no início, explorando, em vez
disso, todas as congurações possíveis dos sistemas binários mais familiares e
estrelas anãs brancas (Lyne & Graham-Smith, 2012, p. 5, tradução livre).
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Este ponto sugere que as primeiras interpretações coletivas sobre a natureza dos
pulsares foram desenvolvidas a luz de concepções teóricas que eram mais bem conhecidas
pelos cientistas. Assim, Fleck (2010, p. 81) proporciona uma reexão neste sentido ao
apontar que “[...] algo já conhecido inuencia a maneira do conhecimento novo; o
processo do conhecimento amplia, renova e refresca o sentido do conhecido”. Também,
é válido destacar que, mesmo com evidências observacionais que demonstravam
divergências em relação à conjectura sobre as anãs brancas, cientistas mantiveram,
por um tempo considerável, suas investigações sobre esta hipótese. Esta é uma postura
cientíca cautelosa, que denota o fato de que evidências isoladas não são sucientes para
o abandono de hipóteses ou conjecturas.
Cabe ressaltar a ausência inicial de menções às contribuições de Baade e Zwicky
nos primeiros artigos publicados pelos radioastrônomos de Cambridge. Em um primeiro
momento, Jocelyn Bell e seus colegas acabaram por desenvolver conjecturas mais
próximas do seu contexto de trabalho, como a hipótese dos Little Green Men. Assim,
Dick (2013, p. 265, tradução livre) argumenta que “no momento da descoberta, pela
própria natureza do problema, às vezes é difícil decidir se uma nova classe de objeto foi
encontrada”. Sobre o episódio de detecção dos pulsares, este autor ainda argumenta que
[...] a previsão [de Baade e Zwicky] foi esquecida quando Jocelyn Bell e seu mentor
Anthony Hewish se debruçaram sobre o “scru ” em seus gravadores grácos.
Eles contemplaram a hipótese dos “Little Green Men” e outras possibilidades
antes de [...] Gold dedilhar os “pulsares” como as estrelas de nêutrons previstas
quase meio século antes. No caso dos [...] pulsares, havia um forte elemento de
interação social que às vezes é o ingrediente essencial na descoberta (Dick, 2013,
p. 195, tradução livre).
Podemos reetir que os teóricos podem realizar predições cientícas que,
muitas vezes, não vão desempenhar um papel expressivo nos primeiros momentos de
compreensão de determinados fenômenos, especialmente, se estes achados se manifestam
de maneira inesperada — como o ocorrido com Bell Burnell e os radioastrônomos de
Cambridge. Ademais, Kuhn (2018) apresenta considerações sobre o papel das teorias
especulativas, apontando que as características de um fenômeno podem não ser
exatamente aquelas que se apresentavam em previsões cientícas — não se esperava,
por exemplo, que estrelas de nêutrons pudessem emitir pulsos de rádio em períodos tão
precisos — fazendo com que se necessite de uma articulação teórica e observacional por
outras/os pesquisadoras/es:
[...] os cientistas costumam desenvolver muitas teorias especulativas e
desarticuladas, capazes de indicar o caminho para novas descobertas. Muitas
vezes, entretanto, essa descoberta não é exatamente a antecipada pela hipótese
especulativa e experimental [ou observacional]. Somente depois de articularmos
estreitamente a experiência e a teoria experimental [ou observacional] pode
surgir a descoberta (Kuhn, 2018, p. 138).
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Posteriormente à divulgação dos primeiros pulsares, em relatos retrospectivos,
a exemplo do discurso de Antony Hewish no Nobel de Física em 1974, menciona-se
a importância das predições teóricas de Walter Baade, Fritz Zwicky e Franco Pacini,
além da contribuição posterior de omas Gold. Atualmente, como exposto por Jocelyn
Bell Burnell, de modo geral, os pulsares consistem em um fenômeno astronômico
consolidado e, utilizando a perspectiva de Fleck (2010), fazem parte da chamada ciência
dos manuais. Neste sentido, “uma proposição [nos manuais cientícos] se apresenta por
si só com muito mais certeza e muito mais caráter comprobatório do que na exposição
fragmentária dos periódicos” (Fleck, 2010, p. 175). Em nível de exemplo, para ilustrar
como os pulsares são mencionados em manuais cientícos, o livro-texto An Introduction
of e Sun and Stars, sendo Jocelyn Bell Burnell uma das colaboradoras na escrita do
material, dene que
Um observador na Terra com o equipamento receptor de rádio apropriado pode
detectar o sinal produzido por uma estrela de nêutrons devidamente alinhada.
O sinal recebido é uma sequência de pulsos regulares, um conjunto de rajadas
de emissão de rádio igualmente espaçadas [...] Essas estrelas de nêutrons são
chamadas de pulsares; o nome é uma abreviação para fonte de rádio pulsante
(Bell Burnell et al., 2004, p. 254, tradução livre).
Em relação aos trabalhos publicados em âmbito observacional, é válido evidenciar
que “[...] um único experimento [ou uma única observação] comprova muito pouco
e que seu resultado não tem um caráter impositivo” (Fleck, 2010, p. 147). No âmbito
da discussão histórica, apresentamos alguns exemplos de trabalhos observacionais que
contribuíram para a compreensão da natureza dos pulsares. Desse modo, é um arcabouço
de observações, desenvolvidos por vários grupos de pesquisa, que concederam respaldo
para a denição conceitual sobre os pulsares. Assim, construir a compreensão de um
conceito cientíco não ocorre
[...] por nenhum experimento isolado, mas apenas por uma experiência ampla,
um estilo de pensamento particular, constituído a partir de um saber prévio,
de muitos experimentos bem e malsucedidos, de muita prática e educação e,
o que é mais importante em termos epistemológicos, de muitas adaptações e
transformações conceituais (Fleck, 2010, pp. 147–148).
Em suma, as reexões de Kuhn (2011) e Fleck (2010) dialogam no sentido de
demonstrar o caráter coletivo e a extensão temporal de uma descoberta cientíca. Por
conseguinte, “para tornar uma descoberta analisável [...] temos que adotar um ponto de
vista social, isto é, considerá-la como acontecimento social” (Fleck, 2010, p. 124). Sobre
os pulsares, observamos que sua descoberta ocorreu mediante a atuação decisiva de
Jocelyn Bell Burnell, cujo trabalho possibilitou identicar os primeiros sinais pulsados;
mas o prosseguimento da pesquisa se estendeu para um contexto de denição de
suas características e seu comportamento que envolveu o trabalho de especialistas em
Astronomia, a exemplo de radioastrônomos e astrofísicos. Isto demonstra que, como
elencado por omas Kuhn
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Pires & Peduzzi
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[...] a descoberta de um novo tipo de fenômeno é necessariamente um processo
complexo, que envolve reconhecer tanto que algo ocorre quanto o que ele
é. A observação e conceituação, o fato e assimilação do fato encontram-se
inseparavelmente associados na descoberta da novidade cientíca. É inevitável
que esse processo se estenda no tempo e, às vezes, envolva várias pessoas (Kuhn,
2011, p. 189, grifo do autor).
Outro aspecto, debatido por Pires & Peduzzi (2022), consiste na presença da
serendipidade neste episódio. Bell Burnell (2004, p. 1.11) argumenta que, em meio a suas
pesquisas, “[...] seguiu coisas que poderia muito bem ter ignorado — um mero quarto
de polegada em 120 metros”. Este ponto considerado pela cientista sumariza um aspecto
relevante para que descobertas inesperadas possam ocorrer: “um fator importante e
recorrente [...] não é apenas fazer as observações certas na hora certa, mas reconhecer o
que você viu” (McNamara, 2008, p. 67, tradução livre), mesmo que este reconhecimento
ocorra de forma preliminar. Em outras palavras,
[...] as ocorrências “inesperadas” [...] são passivamente vistas por outros cientistas;
elas são ativamente notadas apenas pelo descobridor [...] isto é, pelo cientista que
estudou cuidadosamente seu problema por um longo tempo e está, portanto,
pronto — se ele puder criar algumas ideias antecipatórias — para tirar proveito
da ocorrência inesperada (Merton & Barber, 2004, pp. 196–197, tradução livre).
Também, observamos a existência de situações, como ilustrado nas observações
do Pulsar de Caranguejo que antecederam o trabalho de Jocelyn Bell, em que cientistas
deliberadamente podem desconsiderar um achado diferenciado, tratando-os como
meros erros. Neste sentido, descobertas serendípticas apenas se desenvolvem a partir
do “[...] envolvimento que [o cientista] empreenderá para compreender o novo fato.
O investigador que vê apenas o que espera e descarta os resultados inesperados como
sendo ‘errados’ não fará nenhuma descoberta” (Raicik & Peduzzi, 2016, p. 171).
Considerações Finais
Em seu livro Clocks in the Sky: e Story of Pulsars, McNamara (2008, p. 2, tradução
livre) argumenta que “a descoberta dos pulsares realmente ocorreu em momentos
distintos: eles foram previstos, depois detectados e, então, reconhecidos”. Nesta
perspectiva, procuramos abordar elementos envolvidos no processo de reconhecimento
destas estrelas, no sentido de se compreender como cientistas atuaram no processo de
entendimento das primeiras características dos pulsares. É notório que este contexto
se iniciou com o trabalho de Jocelyn Bell Burnell, Antony Hewish e demais integrantes
do grupo de radioastrônomos da Universidade de Cambridge, que apresentaram as
primeiras explicações sobre esses sinais, ainda de maneira preliminar (Pires & Peduzzi,
2022). Além disso, de maneira a compreender este fenômeno astronômico, ressaltamos
aspectos da atuação coletiva de vários cientistas e grupos de pesquisa, com base em
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reexões de omas Kuhn e Ludwik Fleck, que oportunizaram evidenciar que “[...] todo
conhecimento é uma atividade social, não apenas por cooperação, mas porque este é
sempre baseado em conhecimento e habilidades circuladas de ideias anteriores” (Souza
& Aires, 2020, p. 318).
O episódio histórico abordado proporciona questionar a visão empírico-
indutivista de ciência que se faz presente no âmbito da educação cientíca. Esta visão
apresenta uma “[...] interpretação limitada acerca da construção do conhecimento [que]
traz consigo a presunção de [...] evidências independentes de pressupostos teóricos”
(Raicik, 2019, p. 53) e que não considera “[...] o papel essencial das hipóteses como
orientadoras da investigação, assim como dos corpos coerentes de conhecimentos [...]
disponíveis, que orientam todo o processo” (Gil Pérez et al., 2001, p. 129). Diferente
disso, a análise epistemológica do contexto de pós-detecção dos pulsares ilustra a estreita
articulação entre as concepções teóricas e as evidências observacionais elaboradas pelas/
os cientistas, além de apontarem a relevância das concepções teóricas no direcionamento
das observações.
Outro aspecto que vale ser ressaltado diz respeito à consideração dos valores
na ciência, elencados pelo ensaio Objetividade, Juízo de Valor e Escolha de Teoria de
omas Kuhn (2011). No âmbito deste episódio, dentre os valores expostos por Kuhn, é
perceptível a fecundidade como um possível valor epistêmico que se apresenta no episódio
histórico discutido neste artigo, pelo fato de que se observa o empenho de cientistas,
tanto em âmbito teórico quanto observacional, para explorar novas possibilidades sobre
este fenômeno. A citação de Greenstein (1984, p. 28) reforça esta constatação, por elencar
que “[...] no espaço de apenas alguns meses, mais pesquisas foram feitas sobre estrelas
de nêutrons do que em todas as décadas desde que foram originalmente propostas”.
Ainda sobre esta temática, seria profícuo investigar a presença de diferentes valores
— epistêmicos e não epistêmicos — envolvidos na aceitação e na rejeição das diversas
conjecturas consideradas pelas/os cientistas, desde a hipótese dos Little Green Men até
aos diferentes modelos teóricos construídos para a compreensão deste fenômeno. Tal
discussão é relevante, pois, estes valores “[...] dependem grandemente do cientista que
os adota [...] A maneira como certo cientista interpreta cada um desses critérios também
depende de seu contexto, não apenas epistêmico, mas também social, cultural, além de
suas subjetividades” (Cordeiro & Peduzzi, 2014a, p. 3).
Igualmente importante, na perspectiva de novos estudos, seria investigar a
importância das predições cientícas no desenvolvimento da ciência, por meio o exemplo
histórico das estrelas de nêutrons. Neste sentido, seria válido compreender o contexto
de desenvolvimento das predições desenvolvidas por Fritz Zwicky e por Walter Baade,
que sugeriram, décadas antes da identicação destes objetos, que as estrelas de nêutrons
seriam o resultado das explosões de supernovas. Um exemplo de pesquisa semelhante,
nesta perspectiva, encontra-se no artigo de Almeida (2020), que desenvolveu uma
investigação histórica sobre as pesquisas iniciais que acarretaram na construção do
conceito de buracos negros, outro importante conceito no âmbito da evolução estelar.
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Pires & Peduzzi
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Não obstante, problematizando as categorias de Fleck e de Kuhn, podemos nos
questionar: Quem veio a ocupar o coletivo de pensamento da Astronomia, responsável
por compreender os pulsares? Por quais cientistas a comunidade astronômica era
composta naquela época? Assim, é inegável destacar a presença expressiva de homens
em meio à compreensão desse novo fenômeno da Astronomia. Este ponto apresenta
consonância com uma citação de Jocelyn Bell Burnell em uma entrevista para o
documentário Beautiful Minds da BBC, em que, segundo ela, “a ciência foi nomeada,
desenvolvida e interpretada por homens brancos durante décadas” (Bell Burnell, 2010),
o que se ilustra no exemplo dos pulsares. Neste âmbito, este aspecto reforça a necessidade
de estudos históricos que evidenciem mulheres que, em meio a diculdades estruturais,
puderam alcançar posições de destaque no campo cientíco e acadêmico (Lima, 2015).
Em meio a essa escrita, no entanto, é crucial atentar-se ao fato de que ao se evidenciar
estes exemplos, que “não se caia na armadilha de [...] pintá-las como exceções [...] de que
apenas mulheres muito especiais podem empreender a atividade cientíca” (Cordeiro &
Peduzzi, 2014b, pp. 558–559).
Por meio dessas narrativas históricas sobre mulheres cientistas, além de se
ressaltar suas contribuições à ciência, devemos problematizar que lugares elas ocuparam
e ocupam no desenvolvimento cientíco e em sua história (Schiebinger, 2001). É essencial
elencar “[...] os percalços existentes na sua trajetória; a conquista do espaço acadêmico;
os prêmios que por ventura tenha conquistado” (Lima, 2015, p. 54). Tendo em vista estes
aspectos, pretendemos investigar, posteriormente, elementos da trajetória acadêmica
de Jocelyn Bell Burnell, com base em referenciais do campo de Gênero e Ciências, de
maneira a evidenciar determinadas problemáticas vivenciadas por mulheres no acesso e
permanência nas carreiras cientícas.
Considerando o contexto de ensino de Física e de Astronomia, podemos
evidenciar que os elementos históricos sobre os pulsares possibilitam reetir sobre
diversos aspectos relativos à Natureza da Ciência, como o aspecto comunitário da
ciência, o papel da serendipidade e a complexidade de uma descoberta cientíca. Além
disso, estes aspectos históricos também apresentam potencialidades em discutir “[...]
temáticas presentes nos nossos dias, como as próprias questões de gênero na ciência,
relações de poder e de como a ciência é, de fato, uma construção humana e colaborativa”
(Vieira et al., 2021, p. e20210028–10).
Agradecimentos
Agradecemos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientíco e Tecnológico
(CNPq) pelo apoio nanceiro para a elaboração desta pesquisa e às/aos pareceristas
pelas contribuições para o aprimoramento do texto.
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Editora Responsável
Márcia Gorette Lima da Silva
Manifestação de Atenção às Boas Práticas Científicas e de Isenção de Interesse
Os autores declaram ter cuidado de aspectos éticos ao longo do desenvolvimento da pesquisa e não ter
qualquer interesse concorrente ou relações pessoais que possam ter influenciado o trabalho relatado no
texto.
Larissa do Nascimento Pires
Universidade Federal de Santa Catarina
Florianópolis, Santa Catarina, Brasil
larissa.n.pires@hotmail.com
Luiz O. Q. Peduzzi
Universidade Federal de Santa Catarina
Florianópolis, Santa Catarina, Brasil
luizpeduzzi@gmail.com
