Supernova fornece pistas para idade de sistema estelar binário

A obscura constelação do Compasso foi descoberta no século XVIII pelo astrónomo francês Nicolas Louis de Lacaille. Ocupa um pequeno recanto da Via Láctea no céu austral, junto às estrelas Alfa e Beta do Centauro. Apesar da pequena área do céu que ocupa, a constelação contém vários objetos dignos de referência, como a fonte de raios X Circinus X-1. Descoberto nos anos 70 por detetores de raios X e logo se tornou objeto de intenso estudo devido à sua elevada luminosidade e variabilidade. Ao fim de poucos anos foi possível determinar com precisão a posição da fonte de raios X e identificar o objeto correspondente em comprimentos de onda do visível, a partir de observatórios na Terra. Os astrônomos verificaram que se trata de um sistema binário com uma periodicidade de 16,6 dias situado a uma distância de cerca de 26 mil anos-luz.

 As observações em raios X permitiram concluir que uma das componentes é uma estrela de nêutrons que rouba matéria à sua estrela companheira. Essa matéria orbita a estrela de nêutrons num disco de acreção antes de colidir com ela a grande velocidade. Por vezes, a acumulação de matéria, hidrogênio e hélio principalmente, na superfície da estrela de nêutrons provoca explosões nucleares visíveis como erupções intensas de raios X.

No final do ano passado uma equipe de astrônomos liderada por Sebastien Heinz, da Universidade Wisconsin-Madison, aproveitou um período prolongado em que Circinus X-1 esteve menos luminoso do que o habitual para fazer imagens mais profundas do sistema e observar as regiões circundantes com o telescópio Chandra. Sabia-se de observações anteriores que a estrela de nêutrons produzia dois jatos de partículas de alta energia e os astrônomos queriam perceber como é que estes interagiam com o meio interestelar envolvente.

A equipe não observou Circinus X-1 apenas em raios X. Observações feitas em ondas de rádio com o Australia-Compact-Telescope-Array (ACTA) revelaram uma surpresa. Circinus X-1 encontrava-se no centro de um remanescente de supernova! Os filamentos delicados em forma de casulo do remanescente são bem visíveis em ondas de rádio obtida pelo ACTA. Circinus X-1 teria sido um sistema binário com pelo menos uma estrela maciça que explodiu numa supernova dando origem à estrela de nêutrons hoje observada. O objeto agora detectado em ondas de rádio em torno de Circinus X-1 é o remanescente dessa supernova. Combinando as observações realizadas em raios X e em ondas de rádio a equipe verificou que as extremidades brilhantes dos jatos bipolares de Circinus X-1 coincidiam com uma região em que o feixe de partículas colidia com o material do remanescente.

A imagem seguinte mostra o encaixe perfeito numa composição de imagens obtidas em raios X (Chandra, azul), ondas rádio (ACTA, púrpura) e visível (Digitized Sky Survey). A análise das observações levaram os astrônomos a concluir que o remanescente de supernova, e portanto o sistema binário com a estrela de nêutrons, não pode ter mais do que 4.600 anos de idade. Isto faz do Circinus X-1 o sistema binário de raios X mais jovem descoberto até o momento na Via Láctea. Os dados indicam também que, ao contrário do que se pensava até agora, a estrela normal do sistema deverá ser uma estrela maciça, provavelmente uma supergigante de tipo espectral A ou B. Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics