Estrela de nêutrons devora estrela comum e libera gases no espaço, observam cientistas

 O sistema binário, composto por uma estrela comum e uma estrela de nêutrons, libera "ventos" de diferentes classes. As observações ajudam na compreensão do comportamento dessa classe estelar e da evolução da galáxia.

Ilustração de estrela comum (acima) sendo devorada por estrela de nêutrons (abaixo). Parte de seu gás está sendo lançado no espaço como “ventos” de diferentes classes. Crédito: Gabriel Pérez (IAC)

Cientistas flagraram uma estrela de nêutrons, um objeto extremamente denso e com fortes campos magnéticos, devorando sua estrela companheira em um sistema binário. Com esforços coordenados de diversos telescópios, eles observam pela primeira vez a emissão de “ventos” de diferentes classes. O sistema binário em questão é classificado como um binário emissor de raios-x de massa baixa, ou LMXB, na sigla em inglês. Esta classe é composta por um objeto compacto – uma estrela de nêutrons ou um buraco negro – e uma estrela comum, orbitando um ao outro. Devido a sua grande proximidade, parte do material da estrela comum é atraído pelo objeto compacto, “devorando-o” em um processo conhecido como acreção. 

Porém, parte desse material é lançado ao espaço, formando um disco de acreção, emissões de jato verticais ou até “ventos”, projetados ao seu redor. 

“Estrelas de nêutrons possuem um campo gravitacional incrivelmente forte, que as permite engolir o gás de outras estrelas. No entanto, essas canibais estelares são desleixados, e muito do gás […] não é consumido, mas lançado no espaço em altas velocidades”, explica Nathalie Degenaar, astrofísica da Universidade de Amsterdã. Ela é coautora do estudo, publicado na revista Nature. 

“Esse comportamento tem grande impacto tanto na própria estrela de nêutrons como nos seus entornos. Nesse estudo, nós relatamos uma nova descoberta que provém informações essenciais sobre os padrões de alimentação desleixados desses monstros cósmicos”, afirma ela. 

A descoberta mencionada por Degenaar se refere aos tipos de “ventos” detectados no estudo. O grupo observou um “evento de raio-x transiente” neste LMXB, uma espécie de erupção na qual uma grande quantidade de gás foi arrancada de uma vez, liberando energia e radiação eletromagnética que pode ser observada da Terra para determinar as características da emissão. 

O Swift J1858, nome dado a este evento, liberou ao mesmo tempo “ventos” amenos, observados no espectro ultravioleta, e “ventos” frios, analisados no espectro visível – uma combinação nunca antes observada para um sistema desse tipo. Apesar da maioria das emissões de gases de objetos astronômicos serem classificadas como “ventos” amenos, até agora só foram detectados eventos de raio-x transientes com “ventos” frios ou quentes – nunca ambos ao mesmo tempo. 

“Erupções como essas são raras, e cada uma delas é única”, afirma Noel Castro Segura. Ele é astrofísico na Universidade de Southampton e o autor principal do artigo. “Normalmente elas estão obscurecidas por pó interestelar, o que dificulta muito sua observação. Swift J1858 foi especial, pois, mesmo localizada do outro lado da galáxia, o obscurecimento foi pequeno o suficiente para permitir um estudo em diversos comprimentos de onda”. 

Apesar dos LMXB estarem sempre ativos, os eventos de raio-x transiente – as “erupções” – têm curta duração. Somente um outro LMXB, nomeado V404 Cyg, demonstrou propriedades similares, mas cientistas não tiveram tempo de mobilizar os telescópios espaciais e terrestres para observá-lo simultaneamente, explica o coautor Hernández Santisteban, da Universidade de St Andrews. 

“Desta vez tivemos a sorte cósmica do nosso lado, pois fomos capazes de coordenar dez telescópios e apontá-los para o J1858, enquanto ele ainda estava totalmente ativo. Isso nos permitiu obter muito mais dados, já que podemos usar diferentes técnicas em diferentes comprimentos de onda”, explicou Santisteban. 

Além de descobrir os novos tipos de emissões de gases, a equipe também estudou sua evolução ao longo do evento. Nessa análise, ela identificou que “ventos” amenos continuaram a ser emitidos, independentemente do brilho do sistema – uma descoberta que confirmou estudos teóricos anteriores. 

“Nessa pesquisa, combinamos as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble com os melhores telescópio terrestres […] para obter uma visão completa das dinâmicas do gás desse sistema […]. Isso nos permitiu revelar pela primeira vez a natureza dessas emissões poderosas”, conclui Castro Segura. Segundo ele, o estudo ajudará a entender as interações desses objetos em situações extremas, além de contribuir para estudos de evolução estelar.

Fonte: sciam.com.br