Observações inspecionam radiação de raios-X do Vela X-1

Usando o Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), uma equipe internacional de astrônomos realizou observações polarimétricas de raios-X de um pulsar de raios-X em acreção conhecido como Vela X-1.

Os resultados da campanha observacional, apresentada em 3 de março no servidor de pré-impressão arXiv, fornecem informações importantes sobre as propriedades da radiação de raios-X deste pulsar.

Perfis de pulso de Vela X-1 vistos pelo IXPE em duas bandas de energia diferentes Creditos: Forsblom et al, 2023 

Os binários de raios-X são compostos por uma estrela normal ou uma anã branca que transfere massa para uma estrela de nêutrons compacta ou um buraco negro. Com base na massa da estrela companheira, os astrônomos as dividem em binárias de raios-X de baixa massa (LMXBs) e binárias de raios-X de alta massa (HMXBs).

A uma distância de cerca de 6.500 anos-luz de distância da Terra, Vela X-1 é um sistema binário de raios-X de alta massa (HMXB), consistindo de uma estrela de nêutrons em acreção e o doador supergigante HD 77581 em uma órbita apertada de 9 dias. HD 77581 lança um forte vento estelar que causa um choque em arco à medida que interage com o meio interestelar. Isso faz do Vela X-1 um dos dois únicos HMXBs conhecidos por experimentar um choque de arco.

Recentemente, um grupo de astrônomos liderados por Sofia Forsblom, da Universidade de Turku, na Finlândia, investigou o Vela X-1 com o IXPE, na esperança de lançar mais luz sobre a natureza desse pulsar.

"Neste artigo, apresentamos os primeiros resultados de observações polarimétricas de raios-X do Vela X-1 pelo IXPE realizadas em duas ocasiões distintas durante 2022", escreveram os pesquisadores.

Em primeiro lugar, a equipe mediu o período de rotação do Vela X-1 usando a técnica de conexão de fase, que foi encontrada em aproximadamente 283,4 segundos. A fração pulsada na banda de energia de 2–8 keV foi determinada como sendo de 53,3% para a primeira observação e 48,1% para a segunda observação.

Posteriormente, verificou-se que em toda a banda de energia IXPE (2-8 keV), o grau médio de polarização (PD) e o ângulo de polarização (PA) estão em um nível de cerca de 3,9% e -51,5 graus, respectivamente, para a primeira observação. Para a segunda observação, a DP e a AF médias foram medidas em 3,7% e -48,9 graus, respectivamente. Além disso, uma análise espectropolarimétrica dos dados de média de fase para Vela X-1 encontrou uma DP de 2,3% e PA de -47,3 graus.

Os astrônomos concluíram que um grau de polarização tão baixo é consistente com os resultados obtidos para outros pulsares de raios-X conhecidos. Eles supõem que o valor obtido de PD pode ser devido à estrutura de temperatura inversa da atmosfera de estrelas de nêutrons. No entanto, eles acrescentaram que a baixa DP também pode ser resultado das fortes variações da DP e da AP com energia, ou fortes variações da PA com a fase pulsar. 

Os autores do estudo observaram que mais estudos de Vela X-1 são necessários para tirar conclusões finais.

"Uma análise completa e detalhada da complicada dependência energética das propriedades de polarização do Vela X-1 está fora do escopo deste artigo e está sujeita a trabalhos futuros e mais extensos", escreveram os cientistas.

Fonte: phys.org