A Galáxia de Andrômeda registrada em raios X de alta energia

O Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) registrou uma composição da faixa da Galáxia de Andrômeda, a galáxia mais próxima da nossa Via Láctea.

© NASA/JPL-Caltech/GSFC (Galáxia de Andrômeda registrada em raios X de alta energia)

A observação do NuSTAR, inserida nesta composição maior da galáxia, apresenta os comprimentos de onda de raios X de alta energia provenientes na sua maioria das fontes binárias de raios X. A imagem de fundo de Andrômeda foi registrada em luz ultravioleta pelo satélite Galaxy Evolution Explorer (GALEX). A Galáxia de Andrômeda situa-se a cerca de 2,5 milhões de anos-luz de distância e é uma galáxia espiral como a nossa Via Láctea, porém é ligeiramente maior em tamanho.

O NuSTAR tem observado uma classe de quarenta sistemas nomeados como binários de raios X, fontes intensas de comprimentos de onda de raios X, compostas por um buraco negro ou uma estrela de nêutrons que se alimentam de uma companheira estelar próxima.

Os resultados auxiliaram os cientistas a entender melhor o papel das fontes binárias de raios X na evolução do nosso Universo. De acordo com os astrônomos, estes objetos energéticos podem desempenhar um papel crítico no aquecimento do meio intergaláctico de gás na qual as primeiras galáxias formaram-se.

“Andrômeda é a única grande galáxia espiral onde podemos observar binários individuais de raios X e estudá-los detalhadamente em um ambiente como o nosso”, disse Daniel Wik do Goddard Space Flight Center da NASA, que apresentou os resultados na 227ª reunião da American Astronomical Society em Kissimmee, na Flórida, nos Estados Unidos.

“Podemos então utilizar esta informação para deduzir o que está acontecendo em galáxias mais distantes, que são mais difíceis de observar”, disse Wik. Andrômeda, também conhecida como M31, pode ser considerada como uma irmã mais antiga da nossa galáxia, a Via Láctea.

Outras missões espaciais, como o observatório de raios X Chandra da NASA, registrou imagens mais nítidas de Andrômeda em energias mais baixas de raio X do que os raios X de alta energia detectados pelo NuSTAR. A combinação do Chandra e do NuSTAR fornece aos astrônomos uma poderosa ferramenta para compreender sobre a natureza dos binários de raio X em galáxias espirais.

Os binários de raios X, onde um membro é sempre uma estrela morta ou remanescente, são formados a partir da explosão do que já foi uma estrela mais massiva que o Sol. Dependendo da massa e outras propriedades da gigante estrela original, a explosão pode produzir um buraco negro ou uma estrela de nêutrons.

Sobre certas circunstâncias, o material da estrela companheira pode derramar suas bordas mais externas e então ser capturado pela gravidade do buraco negro ou da estrela de nêutrons. A medida que o material é atraído, ele se aquece incrivelmente a altas temperaturas, liberando uma enorme quantidade de raios X.

Com novo modo de exibição do NuSTAR de uma faixa de Andrômeda, Wik e seus colegas estão trabalhando na identificação da porção dos binários de raios X, que abrigam os buracos negros e estrelas de nêutrons. Essa pesquisa irá auxiliá-los a compreender esta população integralmente.

“Temos percebido que nos últimos anos é provável que os restos da massa inferior de uma comum evolução estelar, os buracos negros e as estrelas de nêutrons, podem desempenhar um papel crucial no aquecimento do gás intergaláctico às vezes muito cedo no Universo, em torno do amanhecer cósmico”, disse Ann Hornschemeier Goddard Space Flight Center da NASA, cientista principal dos estudos do NuSTAR sobre a Galáxia de Andrômeda.

“Observações com o NuSTAR das populações locais com massa e tamanho estelar, os buracos negros e estrelas de nêutrons nos permitem descobrir somente quanta energia está vindo do interior desses sistemas”. A nova pesquisa revela também como Andrômeda pode diferir da Via Láctea.

“Estudar as extremas populações estelares em Andrômeda nos diz sobre como sua história de formação estelar pode ser diferente da nossa Galáxia”, disse Fiona Harrison, principal cientista da missão NuSTAR.

Harrison estará apresentando o estudo no Prêmio 2015 Rossi durante a reunião da American Astronomical Society. O prêmio, concedido pela Divisão de Astrofísica de Alta Energia da American Astronomical Society, homenageia o físico italiano Bruno Rossi, uma autoridade sobre a física de raios cósmicos e um pioneiro no campo da astronomia de raios X.

Fonte: California Institute of Technology