domingo, 1 de maio de 2016

Fortes ventos oriundos de misteriosas fontes binárias de raios X

No comprimento de onda dos raios X, pode-se dizer que o céu é dominado por dois tipos de objetos astronômicos: buracos negros supermassivos, localizados no centro de grandes galáxias, ferozmente devorando o material ao redor; e sistemas binários, consistindo de um remanescente estelar, uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, se abastecendo de gás de sua companheira.

ilustração de ventos rápidos emanados do binário de raios X

© ESA/C. Carreau (ilustração de ventos rápidos emanados do binário de raios X)

Em ambos os casos, o gás forma um disco espiralado em torno do objeto compacto e muito denso: o atrito no disco, faz com que o gás aqueça e emita luz em muitos comprimentos de onda, com um pico nos raios X.

Contudo, nem todo o gás é engolido pelo objeto central, e parte dele pode ser empurrado para longe por poderosos ventos e jatos.

“Algumas dessas fontes podem abrigar estrelas de nêutrons altamente magnetizadas, enquanto outras podem possuir buracos negros de massa intermediária de cerca de 1.000 vezes a massa do Sol. Mas na maioria dos casos, a razão para o comportamento extremo dessas fontes não é totalmente claro,” explica Ciro Pinto do Institute of Astronomy em Cambridge, Inglaterra.

Ciro e seus colegas vasculharam os arquivos do XMM-Newton e coletaram alguns dias de observações de três fontes ultra luminosas de raios X, todas elas em galáxias próximas localizadas a menos de 22 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Os dados foram obtidos durante alguns anos de observações feitas com o Reflection Grating Spectrometer, um instrumento altamente sensível que permite registar aspectos muitos sutis no espectro de raios X de suas fontes.

Nas três fontes, os cientistas foram capazes de identificar a emissão de raios X do gás em porções externas do disco ao redor do objeto compacto central, fluindo vagarosamente para longe dele.

NGC 1313

© Hubble (NGC 1313)

Mas em duas das três fontes, conhecidas como NGC 1313 X-1 e NGC 5408 X-1, foi possível ver claramente sinais de raios X sendo absorvidos pelo gás que é expelido da fonte central a uma velocidade extrema de 70.000 km/s, ou seja, um quarto da velocidade da luz.

NGC 5408

© Hubble (NGC 5408)

Existe um limite teórico de quanta matéria pode ser acrescida por um objeto de uma determinada massa, denominado Limite de Eddington. Esse limite foi calculado pela primeira vez para estrelas pelo astrônomo britânico Arthur Stanley Eddington, mas ele também pode ser aplicado a objetos compactos como os buracos negros e as estrelas de nêutrons. O Limite de Eddington representa a maior luminosidade que uma estrela pode ter e ainda estar em equilíbrio hidrostático. Em estrelas de altíssima massa a pressão de radiação domina. O limite nesse sentido é que a pressão da radiação não pode ser maior do que a gravidade local; caso for maior não haverá equilíbrio hidrostático, causando perda de massa. O cálculo de Eddington se refere a um caso ideal onde tanto a matéria está sendo acrescida no objeto central como a radiação está sendo emitida por ele igualmente em todas as direções.

Mas as fontes estudadas por Ciro e seus colegas estão sendo alimentadas através de um disco de acreção que está provavelmente sendo inchado pela pressão interna do gás fluindo a grande velocidade em direção ao objeto central.

A natureza dos objetos compactos abrigados no centro das fontes observadas nesse estudo é ainda incerta, embora os cientistas suspeitam que possam ser buracos negros de massa estelar, com massas de algumas dezenas de vezes a massa do Sol.

A equipe está investigando mais dados de arquivos do XMM-Newton, buscando por mais fontes desse tipo e estão também planejando futuras observações em raios X, bem como nos comprimentos de onda do óptico e das ondas de rádio.

“Com mais amostras de fontes e com observações em múltiplos comprimentos de onda, nós esperamos finalmente descobrir a natureza física desses poderosos e peculiares objetos”, concluiu Ciro.

Fonte: ESA

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