O pulsar mais brilhante e distante do universo

O pulsar identificado como NGC 5907 X-1, na galáxia espiral NGC 5907. A imagem tem dados de emissão de raios-X (azul/branco) obtidos pelo XMM-Newton da ESA e pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA, e dados óticos do SDSS (Sloan Digital Sky Survey - galáxia e estrelas de fundo). A inserção mostra a pulsação de raios-X da estrela de neutrões giratória, com um período de 1,13 segundos.Crédito: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra e SDSS

O XMM-Newton da ESA descobriu um pulsar - o remanescente giratório de uma estrela anteriormente massiva - que é mil vezes mais brilhante do que se pensava ser possível. O pulsar é também o mais distante do seu tipo já detetado, tendo a sua luz viajado 50 milhões de anos-luz antes de ser detetada pelo XMM-Newton. Os pulsares são estrelas de neutrões giratórias e magnetizadas que varrem pulsos regulares de radiação em dois feixes simétricos através do cosmos. 

Se devidamente alinhados com a Terra, estes feixes são como um farol que parece ligar e desligar-se à medida que gira. São remanescentes de estrelas gigantes que explodiram como poderosas supernovas no final da sua vida natural, antes de se tornarem "cadáveres" estelares pequenos e extraordinariamente densos. Esta fonte de raios-X é a mais luminosa do seu tipo já detetada até à data: é 10 vezes mais brilhante do que o anterior detentor do recorde. Num segundo, emite a mesma quantidade de energia libertada pelo nosso Sol em 3,5 anos.

O XMM-Newton observou o objeto várias vezes ao longo dos últimos 13 anos, sendo a descoberta o resultado de uma busca sistemática por pulsares nos dados de arquivo - e foi o seu pulso periódico de 1,13 segundos que saltou à vista. O sinal também foi identificado em dados de arquivo do NuSTAR da NASA, fornecendo informações adicionais.

"Antes, pensava-se que apenas os buracos negros com pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol, alimentando-se das suas companheiras estelares, podiam alcançar tais luminosidades extraordinárias, mas as pulsações rápidas e regulares desta fonte são as impressões digitais de estrelas de neutrões e distinguem-se claramente dos buracos negros," comenta Gian Luca Israel, do INAF-Observatório Astronómico de Roma, Itália, autor principal do artigo que descreve o resultado, publicado esta semana na revista Science.

Os dados de arquivo também revelaram que a rotação do pulsar mudou ao longo do tempo, de 1,43 segundos em 2003 para 1,13 segundos em 2014. A mesma aceleração relativa, na rotação da Terra, encurtaria o dia por cinco horas no mesmo período de tempo. Só uma estrela de neutrões é compacta o suficiente para se manter unida enquanto gira tão depressa," acrescenta Gian Luca. Embora não seja invulgar para a rotação de uma estrela de neutrões mudar, neste caso o aumento tão elevado está provavelmente relacionado com o rápido consumo de massa de uma companheira.

"Este objeto é realmente um desafio para a nossa compreensão atual do processo de acreção para estrelas de alta luminosidade," realça Gian Luca. "É 1000 vezes mais luminosa do que se pensava ser possível para uma estrela de neutrões com acreção, de modo que algo mais é necessário nos nossos modelos, a fim de poderem explicar a quantidade enorme de energia libertada pelo objeto. Os cientistas pensam que deve haver um campo magnético forte e complexo perto da sua superfície, de tal forma que a acreção na superfície da estrela de neutrões é ainda possível enquanto ainda gera a alta luminosidade.

"A descoberta deste objeto muito invulgar, de longe o mais extremo já descoberto em termos de distância, luminosidade e aumento da sua rotação, estabelece um novo para o XMM-Newton, e está a mudar as nossas ideias de como estes objetos realmente 'trabalham'," conclui Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.

Fonte: Astronomia OnLine