Estrela extrema da ‘Viúva Negra’ identificada como fonte de radiação gama misteriosa

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Por mais de duas décadas, os astrônomos têm rastreado sistematicamente fontes misteriosas de raios gama de alta energia até suas fontes.

Porém há um resistente, a mais brilhante fonte não identificada de raios gama na Via Láctea. Parecia vir de um sistema binário a 2.740 anos-luz de distância, mas apenas uma das estrelas pôde ser encontrada.

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Agora, os astrônomos resolveram o mistério e identificaram a segunda estrela pesquisando dados de raios gama obtidos entre 2008 e 2018. As duas estrelas, juntas, compõem um dos sistemas binários mais estranhos que já vimos.

O sistema estelar binário e a estrela de nêutrons em seu coração, agora conhecida como PSR J1653-0158, estabeleceram novos recordes“, disse o astrônomo Lars Nieder, do Instituto Albert Einstein de Hannover, na Alemanha.

Nós descobrimos a dança galáctica de um superpesado com um peso-mosca: com pouco mais do que o dobro da massa do nosso Sol, a estrela de nêutrons é extraordinariamente pesada. Sua companheira tem cerca de seis vezes a densidade do chumbo, mas apenas cerca de 1 por cento do massa do nosso sol.”

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Este ‘casal estranho’ orbita a cada 75 minutos, mais rapidamente do que todos os binários comparáveis ​​conhecidos.”

Tem-se pensado desde pelo menos 2009 que a radiação gama detectada no sistema deve ser produzida por um pulsar de raios gama. Então, em 2014, observações de raios X e ópticas da fonte dos raios gama revelaram uma estrela variável com um período de 75 minutos.

Esta era a minúscula estrela companheira, e os astrônomos pensaram que o período de 75 minutos era consistente com um período orbital, com a segunda estrela sendo a fonte dos raios gama.

“Mas todas as pesquisas pela estrela de nêutrons até agora foram em vão”, disse o astrônomo Colin Clark, do Jodrell Bank Center for Astrophysics da University of Manchester, no Reino Unido.

A outra

A segunda estrela foi pensada para ser um pulsar. É um tipo de estrela de nêutrons de rotação rápida que irradia radiação de seus pólos enquanto gira. Esses feixes são um pouco como um farol, piscando (ou pulsando) além do observador na taxa de rotação da estrela.

Os pulsares de rádio são mais comuns, mas os pulsares de raios gama também são conhecidos.

Para confirmar a presença da segunda estrela, você precisaria encontrar as pulsações no tempo com sua rotação. Então o time foi duro.

Eles analisaram dados de raios gama de uma década coletados pelo Large Area Telescope (LAT) a bordo do Fermi Gamma-ray Space Telescope da NASA, usando a capacidade de computação doada por dezenas de milhares de membros do programa de ciência cidadã Einstein @ Home.

Em apenas duas semanas, eles encontraram seu pulsar.

É um pouco estranho. O pulsar está girando extremamente rápido, mais de 500 vezes por segundo. Os pulsares de milissegundos giram extremamente rápido; isso é o que explica a parte “milissegundo” do nome deles. Mas o PSR J1653-0158 tem uma das taxas de rotação mais rápidas já encontradas.

Além disso, a estrela tem um campo magnético extremamente fraco. Está entre os três últimos detectados para a força do campo magnético do pulsar.

O companheiro também é bastante estranho, pois tem massa incrivelmente baixa. A equipe acredita que é uma anã branca de hélio que foi canibalizada pelo pulsar, deixando para trás um resto. Este tipo de sistema é conhecido como binário ‘viúva negra’.

O remanescente de uma estrela anã orbita o pulsar a apenas 1,3 vezes a distância Terra-Lua em apenas 75 minutos a uma velocidade de mais de 700 quilômetros por segundo (435 milhas por segundo)“, disse Nieder.

Esta dupla incomum pode ter se originado de um sistema binário extremamente próximo, no qual a matéria fluiu originalmente da estrela companheira para a estrela de nêutrons, aumentando sua massa e fazendo com que ela girasse cada vez mais rápido, ao mesmo tempo amortecendo seu campo magnético.

Essa hipótese é corroborada pela busca da equipe por ondas de rádio. Se está sendo emitido algum , não conseguimos identificá-lo; isso pode ser porque o sistema está rodeado por uma nuvem densa de material da estrela anã canibalizada. As ondas de rádio não consguem penetrar essa nuvem, mas a radiação gama sim.

O PSR J1653-0158 é o segundo pulsar de milissegundo já encontrado que não está emitindo nenhuma onda de rádio detectável.

Em sistemas binários como o que descobrimos agora, os pulsares são conhecidos como ‘viúvas negras’ porque, como aranhas com o mesmo nome, comem seus parceiros, por assim dizer“, disse Clark.

O pulsar vaporiza seu companheiro com sua radiação e uma partícula de vento, enchendo o sistema estelar com plasma impenetrável às ondas de rádio.

O fato de acharmos o sistema tão peculiar pode ser devido às limitações da tecnologia. Com ferramentas como o Einstein @ Home, que basicamente usa o tempo ocioso de computação para fornecer recursos de supercomputação, podemos estar à beira de uma nova era de descoberta de pulsar.

No catálogo de fontes de raios gama encontrado pelo satélite Fermi, há dezenas de outros pulsares binários que eu apostaria“, disse o astrônomo Bruce Allen do Instituto Max Planck de Física Gravitacional em Hannover e diretor e fundador da Einstein @Casa.

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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante 

Fonte: Science alert

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