Vamos entrar no universo das altas energias e ver que fontes ultra luminosas de raios-X provavelmente relacionadas a buracos negros binários de massas estelares estão emitindo ventos a velocidades relativísticas e intrigando os astrofísicos.
Crédito: ESA, C. Carreau
No comprimento de onda dos raios-X, pode-se dizer que o céu é dominado por dois tipos de objetos astronômicos: buracos negros supermassivos, localizados no centro de grandes galáxias, ferozmente devorando o material ao redor; e sistemas binários, consistindo de um remanescente estelar, uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, se alimentando de gás do seu companheiro.
Em ambos os casos, o gás forma um disco espiralado ao redor do objeto compacto e muito denso: a fricção no disco, faz com que o gás aqueça e emita luz em muitos comprimentos de onda, com um pico nos raios-X.
Contudo, nem todo o gás é engolido pelo objeto central, e parte dele pode ser empurrado para longe por poderosos ventos e jatos.
“Algumas dessas fontes podem abrigar estrelas de nêutrons altamente magnetizadas, enquanto outras podem possuir buracos negros de massa intermediária de cerca de 1000 vezes a massa do Sol. Mas na maioria dos casos, a razão para o comportamento extremo dessas fontes não é totalmente claro” – explica Ciro Pinto do Institute of Astronomy in Cambridge, Inglaterra.
Ciro e seus colegas mergulharam de cabeça nos arquivos do XMM-Newton e coletaram alguns dias de observações de três fontes ultra luminosas de raios-X, todas elas em galáxias próximas localizadas a menos de 22 milhões de anos-luz de distância da Terra.
Os dados foram obtidos durante alguns anos de observações feitas com o Reflection Grating Spectrometer, um instrumento altamente sensível que permite registar feições muitos subtis no espectro de raios-X de suas fontes.
Nas três fontes, os cientistas foram capazes de identificar a emissão de raios-X do gás em porções externas do disco ao redor do objeto compacto central, fluindo vagarosamente para longe dele.
Mas em duas das três fontes, conhecidas como NGC 1313 X-1 e NGC 5408 X-1, foi possível ver claramente sinais de raios-X sendo absorvidos pelo gás que é expelido da fonte central a uma velocidade extrema de 70000 km/s, ou seja, um quarto da velocidade da luz.
Existe um limite teórico de quanta matéria pode ser acrescida por um objeto de uma determinada massa, e esse limite se chama Luminosidade de Eddington. Esse limite foi calculado pela primeira vez para estrelas pelo astrônomo Arthur Eddington, mas ele também pode ser aplicado a objetos compactos como os buracos negros e as estrelas de nêutrons.
O cálculo de Eddington se refere a um caso ideal onde tanto a matéria está sendo acrescida no objeto central como a radiação está sendo emitida por ele igualmente em todas as direções.
Mas as fontes estudadas por Ciro e seus colegas estão sendo alimentadas através de um disco de acreção que está provavelmente sendo inchado pela pressão interna do gás fluindo a grande velocidade em direção ao objeto central.
A natureza dos objetos compactos abrigados no centro das fontes observadas nesse estudo, é, contudo, ainda incerta, embora os cientistas suspeitam que possam ser buracos negros de massa estelar, com massas de algumas dezenas de vezes a massa do Sol.
Para investigar mais, a equipa está investigando mais dados de arquivos do XMM-Newton, buscando por mais fontes desse tipo e estão também planeando futuras observações em raios-X, bem como nos comprimentos de onda do óptico e das ondas de rádio.
“Com mais amostras de fontes e com observações em múltiplos comprimentos de onda, nós esperamos finalmente descobrir a natureza física desses poderosos e peculiares objetos”, concluiu Ciro.
Fonte: ESA
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