Uma anã branca foi apanhada numa fase excepcionalmente rara da sua evolução, orbitando uma estrela de nêutrons que gira centenas de vezes por segundo.
© INAF (ilustração do sistema binário NGC 362D)
A ilustração mostra o sistema binário NGC 362D. À esquerda, a estrela de nêutrons emite feixes de ondas de rádio; à direita, a jovem anã branca está rodeada por material residual da fase anterior de transferência de massa.
A NGC 362D oferece aos astrônomos um instantâneo de uma fase muito inicial da evolução de um sistema binário, no qual as duas estrelas trocaram matéria durante milhões de anos. Atualmente, o sistema é composto por um pulsar de milissegundo e pela estrela que outrora lhe transferiu matéria, agora nas fases mais iniciais da sua evolução como anã branca.
O NGC 362D foi recentemente descoberto através de observações com o radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, no âmbito do projeto TRAPUM (TRAnsients and PUlsars with MeerKAT). Os dados de rádio permitiram aos astrônomos caracterizar o pulsar e o seu sistema binário com elevada precisão, determinar a sua posição e procurar a sua companheira pouco brilhante em imagens de arquivo do telescópio espacial Hubble. Estas observações, recolhidas entre 2006 e 2016 em nove filtros, desde comprimentos de onda ultravioleta até ao infravermelho próximo, permitiram à equipe identificar a companheira do pulsar e reconstruir as suas propriedades e história evolutiva, comparando-as com modelos de evolução estelar.
A análise revelou que a companheira de NGC 362D é a anã branca mais jovem alguma vez identificada num sistema binário que contenha um pulsar de milissegundo. Mais precisamente, trata-se de uma proto-anã branca de hélio com uma massa equivalente a apenas 0,18 sóis, cuja fase de transferência de massa terminou há apenas cerca de 600 milhões de anos e que ainda se encontra nas fases iniciais da sua evolução rumo à sequência de arrefecimento das anãs brancas.
Notavelmente, o estudo também relata outra característica sem precedentes. Pela primeira vez num sistema deste tipo, as observações mostram que a anã branca emite menos luz ultravioleta do que o esperado, como se parte da sua radiação fosse atenuada antes de chegar até nós. Uma possível explicação é que ainda exista algum material rodeando a estrela, talvez remanescente do processo de transferência de massa, que absorve parte da sua radiação antes de esta chegar até nós.
Para compreender plenamente o que este resultado significa, precisamos de recuar um pouco e reconstruir a história deste sistema binário. Os pulsares de milissegundo são estrelas de nêutrons extremamente compactas que podem girar centenas de vezes por segundo. Esta rotação extraordinariamente rápida resulta de um processo prolongado no qual a massa e o momento angular são transferidos para a estrela de nêutrons. É como dar um empurrão extra a um pião, fazendo-o girar cada vez mais depressa. Durante este processo, a estrela dadora perde progressivamente as suas camadas exteriores, acabando por deixar para trás um núcleo compacto que evoluirá para uma anã branca.
A importância do resultado vai, portanto, além do próprio sistema NGC 362D: a identificação das características destas fases evolutivas, ainda pouco compreendidas, poderá ajudar os astrônomos a reconstruir corretamente as histórias evolutivas de outros sistemas de pulsares de milissegundo. Os pulsares de milissegundo giram com uma regularidade extraordinária e podem ser utilizados como verdadeiros relógios naturais. Medir os tempos de chegada dos seus pulsos com extrema precisão permite, entre outras coisas, estudar a gravidade em condições extremas e realizar testes cada vez mais precisos da relatividade geral.
Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.
Fonte: Istituto Nazionale di Astrofisica
