Uma equipe de pesquisadores do IAC (Instituto de Astrofísica das Canárias), da Universidade de Manchester e da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia detectaram uma abundância de lítio anormalmente elevada na atmosfera da estrela companheira de um pulsar binário de milissegundo.
© IAC (ilustração de um pulsar binário de milissegundo)
A abundância de lítio é maior em comparação com estrelas com a mesma temperatura efetiva e estrelas de alta metalicidade, pelo que o estudo fornece evidências inequívocas para a produção de lítio fresco.
O lítio é um elemento frágil e em estrelas semelhantes ao Sol é gradualmente destruído nos interiores através da queima nuclear a baixa temperatura. Contudo, a abundância de lítio em estrelas jovens de alta metalicidade (População I) é superior ao valor produzido na Nucleossíntese do Big Bang, quando determinados elementos leves, incluindo o lítio, foram formados, o que significa que existem estrelas e mecanismos que produzem e ejetam lítio para o meio interestelar.
Os binários de raios X são sistemas que emitem radiação intensa de raios X e consistem num objeto compacto, geralmente um buraco negro ou estrelas de nêutrons, e uma estrela companheira. O objeto compacto alimenta-se do material que retira da estrela companheira, um processo conhecido como acreção.
As condições em torno de objetos compactos são ideais para a produção de lítio através da espalação de núcleos de carbono-nitrogênio-oxigênio (CNO) por nêutrons no fluxo de acreção interior ou na superfície da estrela companheira. Embora a abundância de lítio observada nos binários de raios X seja relativamente elevada, não é superior ao valor Cósmico ou ao das jovens estrelas da População I.
Agora, foi encontrada uma surpreendente superabundância de lítio num pulsar binário de milissegundo, um tipo de sistema binário constituído por uma estrela companheira de baixa massa e uma estrela de nêutrons ou pulsar com um período de rotação de alguns milissegundos.
Usando arquivos de espectroscopia de alta resolução obtidos com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Paranal (Chile) e o WHT (William Herschel Telescope) no Observatório Roque de los Muchachos em La Palma (Espanha), os pesquisadores realizaram uma análise da abundância química no pulsar binário de milissegundo PSR J1023+0038.
Neste sistema, a equipe encontrou uma estrela companheira rica em metais com abundâncias de elementos químicos muito diferentes das abundâncias elementares observadas em estrelas companheiras em binários de raios X e em estrelas na vizinhança solar.
De acordo com o estudo, a emissão pulsada de raios gama que ocorre na maioria dos pulsares binários de milissegundo envolve uma produção copiosa de partículas, algumas das quais acabam como parte do vento magnetizado que emerge do pulsar a alta velocidade. O impacto dos raios gama e do fluxo de partículas relativísticas com a atmosfera da estrela companheira fragmenta os núcleos de carbono, nitrogênio e oxigênio presentes e gera novo lítio, o que leva a uma maior abundância deste elemento químico.
A espalação através de raios gama ou prótons pode levar a um enriquecimento substancial de lítio na atmosfera da estrela secundária, pelo que os pulsares binários de milissegundo podem fornecer locais para a produção de lítio fresco.
Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias
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