Astrônomos captam pela primeira vez um pulsar sendo ‘ligado’

Cientistas viram uma estrela de nêutrons absorvendo materiais e liberando fortíssimas rajadas de raios X, um fenômeno que há muito desperta curiosidade entre pesquisadores

Concepção artística de um pulsar com disco de acreção. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

Uma equipe internacional de cientistas observou pela primeira vez o processo completo de 12 dias de uma estrela de nêutrons absorvendo material e depois liberando rajadas de raios X numa explosão milhares de vezes mais brilhante que o Sol.

A pesquisa, liderada por Adelle Goodwin, doutoranda da Faculdade de Física e Astronomia da Universidade Monash (Austrália), foi apresentada em uma recente reunião da Sociedade Astronômica Americana e tem publicação programada na revista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Goodwin liderou uma equipe de 15 cientistas que incluía seu supervisor, Duncan Galloway, professor associado da Universidade Monash, e David Russell, da Universidade de Nova York em Abu Dhabi. O estudo envolveu ainda sete telescópios – cinco no solo e dois no espaço.

É a primeira vez que uma explosão desse tipo é observada tão detalhadamente. O evento foi registrado em várias frequências, incluindo medições de alta sensibilidade, tanto ópticas quanto radiográficas.

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A física por trás desse processo de “acionamento” iludiu os físicos por décadas, em parte porque existem pouquíssimas observações abrangentes sobre o fenômeno.

Tempo maior

O chamado disco de acreção é uma estrutura de materiais difusos que orbitam ao redor de um corpo celeste. Esse corpo pode ser uma estrela jovem, uma protoestrela, um buraco negro ou, no caso do estudo australiano, uma estrela de nêutrons.

Os pesquisadores capturaram um desses sistemas de acreção de estrela de nêutrons, revelando que levou 12 dias para o material girar na direção da estrela e colidir com ela. Esse tempo é substancialmente maior do que os dois a três dias sugeridos pela maioria das teorias.

“Essas observações nos permitem estudar a estrutura do disco de acreção e determinar com que rapidez e facilidade o material pode se mover para dentro da estrela de nêutrons”, disse Goodwin. “Usando vários telescópios sensíveis à luz em diferentes energias, pudemos rastrear que a atividade inicial ocorreu perto da estrela companheira, nas bordas externas do disco de acreção, e levou 12 dias para que o disco fosse trazido para o estado mais quente e para que o material espiralasse na direção da estrela de nêutrons e produzisse raios X”, disse ela.

Em um sistema de acreção de estrela de nêutrons, um pulsar (um remanescente denso de uma estrela antiga) retira o material de uma estrela próxima, formando um disco de acreção de material que se espirala em direção ao pulsar, de onde são liberadas quantidades extraordinárias de energia – cerca da produção total de energia do Sol durante 10 anos – em apenas algumas semanas.

Fenômeno intrigante

O pulsar observado, SAX J1808.4-3658, gira 400 vezes por segundo e está localizado a 11 mil anos-luz de distância, na constelação de Sagitário.

“Este trabalho nos permite lançar alguma luz sobre a física dos sistemas de estrelas de nêutrons e entender como essas explosões são desencadeadas em primeiro lugar, o que intrigou os astrônomos por um longo tempo”, disse David Russell, um dos coautores do estudo.

Os discos de acreção são geralmente feitos de hidrogênio, mas esse objeto em particular possui um disco composto de 50% de hélio, mais do que a maioria dos discos. Os cientistas pensam que esse excesso de hélio pode estar desacelerando o aquecimento do disco porque o hélio “queima” a uma temperatura mais alta, fazendo com que a “inicialização” leve 12 dias.

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