Usando o satélite Explorador de Raios X Rossi, da Nasa, astrônomos descobriram o primeiro pulsar rápido de raios X a ser eclipsado por uma estrela companheira. Estudos mais detalhados desse sistema permitirão realizar novos testes da teoria da relatividade de Albert Einstein.
© NASA (ilustração de um sistema binário com pulsar e estrela)
O pulsar é uma estrela de nêutrons em rápida rotação, com o núcleo esmagado de uma estrela que explodiu como supernova. Estrelas de nêutrons concentram massa superior à solar numa esfera com menos de um milésimo do tamanho do Sol.
"É difícil estabelecer a massa das estrelas de nêutrons, especialmente no extremo mais alto da gama de massas prevista pela teoria", disse Craig Markwardt, da Nasa. "Como resultado, não conhecemos a estrutura interna ou o tamanho delas tão bem quanto gostaríamos. Esse sistema nos leva um passo além nesse sentido".
Conhecido como Swift J1749.4-2807, ou apenas J1749, o sistema lançou uma explosão de raios X em abril. Durante o evento, o Rossi observou três eclipses, detectou pulsos de raios X que identificaram a estrela como um pulsar e registrou variações de pulso que indicam o movimento orbital da estrela.
J1749 foi descoberta em junho de 2006, quando uma explosão menor chamou a atenção do satélite Swift. Observações subsequentes revelaram que a fonte era um sistema binário a 22.000 anos-luz de distância, na constelação de Sagitário, e que a estrela de nêutrons estava absorvendo massa de sua companheira. O gás atraído se acumula num disco em torno da estrela de nêutrons.
"Como muitos sistemas binários, J1749 tem explosões quando instabilidades do disco permitem que parte do gás colida com a estrela", explicou Tod Strohmayer, cientista ligado ao Rossi.
O pulsar J1749 gira 518 vezes por segundo, e seu movimento orbital produz mudanças pequenas, mas regulares, na frequência dos raios X. Essas mudanças sugerem que as estrelas do par giram uma em torno da outra a cada 8,8 horas.
"Esta é a primeira vez em que detectamos eclipses de raios X num pulsar rápido que também está absorvendo gás", disse Markwardt. "Com essas informações, agora sabemos o tamanho e a massa da estrela companheira com precisão sem precedentes".
Escrevendo sobre suas descobertas no periódico The Astrophysical Journal Letters, Markwardt e Strohmayer destacam que têm praticamente toda a informação necessária para determinar a massa do pulsar, estimada entre 1,4 e 2,2 massas solares. para isso, é preciso localizar, por meio de telescópios normais ou de infravermelho, a estrela companheira.
Mas a teoria da relatividade pode tornar essa observação desnecessária: uma consequência da teoria é que um sinal, como ondas de rádio ou raios X, sofre um pequeno atraso ao passar muito perto de um objeto de grande massa. Esse atraso já foi demonstrado diversas vezes em experimentos.
"Medições de alta precisão os raios X antes e depois do eclipse podem fornecer um retrato detalhado de todo o sistema", disse Strohmayer. Para J1749, o atraso previsto é de 21 microssegundos, dentro da capacidade de detecção do Rossi.
Com apenas três eclipses observados em 2010, o satélite não captou dados suficientes para revelar um grande atraso. Mas, da próxima vez que o pulsar produzir uma explosão, será possível determinar o valor, afirma Markwardt.
Fonte: The Astrophysical Journal Letters
