Astrônomos descobriram uma estrela morta e pulsante com uma energia de aproximadamente 10 milhões de sóis.
© NASA/JPL-Caltech (galáxia M82 e o pulsar)
Esta imagem da galáxia Messier 82 (M82) em vários comprimentos de onda, pode ser visto um pulsar poderoso e raro (cor-de-rosa, no centro e seção ampliada).
Este é o pulsar mais brilhante já registado, um remanescente estelar denso deixado para trás após uma explosão de supernova. A descoberta foi feita com o NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA.
"Podemos pensar deste pulsar como o 'Super-Rato' dos remanescentes estelares," afirma Fiona Harrison, pesquisadora principal do NuSTAR no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, EUA. "Tem todo o poder de um buraco negro, mas com muito menos massa."
Esta descoberta surpreendente está ajudando os astrônomos a melhor compreender as fontes misteriosas de raios X ofuscantes, denominadas ULXs (UltraLuminous X-ray sources). Até agora, pensava-se que todas as ULXs eram buracos negros. Os novos dados do NuSTAR mostram que pelo menos uma ULX, a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância na galáxia M82, é na verdade um pulsar.
"O pulsar parece estar comendo o equivalente à dieta de um buraco negro," afirma Harrison. "Este resultado vai ajudar-nos a compreender como é que os buracos negros devoram matéria e crescem tão rapidamente, um evento importante na formação das galáxias e estruturas no Universo."
Pensa-se que as ULXs são geralmente buracos negros que se alimentam de estrelas companheiras, um processo chamado acreção. Também são suspeitas de serem os há muito procurados buracos negros de "massa intermédia", elos perdidos entre os buracos negros estelares mais pequenos e os buracos negros gigantescos que dominam os núcleos da maioria das galáxias. Mas a investigação sobre a verdadeira natureza das ULXs continua em direção a respostas mais definitivas.
© NASA/JPL-Caltech (núcleo da galáxia M82)
Esta imagem mostra o núcleo da galáxia M82, onde duas fontes ultraluminosas de raios X, ou ULXs, residem (X-1 e X-2).
O NuSTAR inicialmente não se propôs a estudar asEsta imagem mostra o núcleo da galáxia M82, onde duas fontes ultraluminosas de raios-X, ou ULXs, residem (X-1 e X-2). duas ULXs na M82. Os astrônomos estavam observando uma supernova recente na galáxia quando por acaso notaram pulsos brilhantes em raios X oriundos da ULX conhecida como M82 X-2. Os buracos negros não pulsam, os pulsares sim.
Os pulsares pertencem a uma classe de estrelas chamadas estrelas de nêutrons. Tal como os buracos negros, as estrelas de nêutrons são os núcleos remanescentes de estrelas que explodiram, mas com uma massa insignificante em comparação. Os pulsares enviam feixes de radiação que variam desde ondas de rádio até raios gama altamente energéticos. À medida que a estrela gira, estes feixes interceptam a Terra como as luzes de um farol, produzindo um sinal pulsado.
"Nós assumimos que as poderosas ULXs deviam ser buracos negros massivos," afirma o autor principal do estudo, Matteo Bachetti, da Universidade de Toulouse na França. "Quando vimos pela primeira vez os pulsos nos dados, pensamos que deviam ser de outra fonte."
O Observatório de raios X Chandra e o satélite Swift também analisaram M82 para estudar a mesma supernova, e confirmaram que os intensos raios X de M82 X-2 originavam de um pulsar.
"O fato de termos um leque diversificado de telescópios no espaço significa que estes se podem ajudar uns aos outros," afirma Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da NASA em Washington. "Quando um telescópio faz uma descoberta, outros com capacidades complementares podem ser chamados a investigar o mesmo objeto em diferentes comprimentos de onda."
A chave para a descoberta do NuSTAR foi a sua sensibilidade a raios X altamente energéticos, bem como a sua capacidade para medir com precisão os tempos dos sinais, o que permitiu a medida da taxa de pulso de 1,37 segundos. Também foi medida uma produção de energia equivalente a 10 milhões de sóis, ou 10 vezes mais do que o observado em outros pulsares de raios X. Este valor é elevado para algo com aproximadamente a massa do nosso Sol e o tamanho de uma cidade.
Como é que esta estrela morta e insignificante irradia tão ferozmente?
Os astrônomos não têm a certeza, mas dizem que provavelmente é devido a um grande banquete cósmico. Tal como os buracos negros, a gravidade de uma estrela de nêutrons pode puxar matéria de estrelas companheiras. À medida que a matéria é arrastada para a estrela de nêutrons, aquece e brilha em raios X. Se o pulsar está realmente se alimentando da matéria circundante, está a fazê-lo com um ritmo extremo.
Os astrônomos estão planjando mais observações com o NuSTAR, o Swift e o Chandra para descobrir uma explicação para o comportamento bizarro do pulsar. A equipe do NuSTAR também vai analisar mais ULXs, o que significa que podem vir a descobrir que são também pulsares e não buracos negros. Neste momento, não se sabe se M82 X-2 é um objeto raro ou se outras ULXs batem com o pulso de estrelas mortas.
"Recentemente, vimos que outra fonte de raios X excepcionalmente brilhantes na galáxia M82 parece ser um buraco negro de tamanho médio," afirma Jeanette Gladstone da Universidade de Alberta, no Canadá, que não está ligada ao estudo. "Agora, descobrimos que a segunda fonte de raios X brilhantes em M82 não é um buraco negro. Isto vai desafiar os teóricos e pavimentar o caminho para uma nova compreensão da diversidade destes objetos fascinantes."
O NuSTAR, um telescópio relativamente pequeno, descobriu um grande mistério cósmico.
A descoberta aparece num novo trabalho publicado na revista Nature.
Fonte: NASA
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