HUBBLE ENCONTRA CARACTERÍSTICAS NUNCA ANTES VISTAS EM REDOR DE ESTRELA DE NEUTRÕES 21 de setembro de 2018
Esta animação ilustra uma estrela de neutrões (RX J0806.4-4123) com um disco de poeira quente que produz uma assinatura infravermelha detetada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. O disco não foi fotografado diretamente, mas uma maneira de explicar os dados é teorizar uma estrutura de disco que pode medir 200 UA de diâmetro. O disco seria composto por material que cai na direção da estrela de neutrões criado pela explosão de supernova que também deu origem ao remanescente estelar.
Crédito: NASA, ESA e N. Tr’Ehnl (Universidade Estatal da Pensilvânia)
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Uma invulgar emissão de radiação infravermelha, de uma estrela de neutrões próxima, detetada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, pode indicar novas características nunca antes vistas. Uma possibilidade é que existe um disco poeirento em redor da estrela de neutrões; outra, que existe um vento energético expelido do objeto que choca com gás no espaço interestelar através do qual a estrela de neutrões atravessa.
Embora as estrelas de neutrões sejam geralmente estudadas em emissões de rádio e de alta energia, como raios-X, este estudo demonstra que informações novas e interessantes sobre as estrelas de neutrões também podem ser obtidas através do seu estudo infravermelho.
A observação, por uma equipa de investigadores da Universidade Estatal da Pensilvânia, da Universidade Sabanci, Istambul, Turquia, e da Universidade do Arizona, pode ajudar os astrónomos a entender melhor a evolução das estrelas de neutrões - os remanescentes incrivelmente densos formados depois da explosão de uma estrela massiva como supernova. As estrelas de neutrões também são chamadas pulsares porque a sua rotação muito rápida (normalmente frações de segundo, neste caso 11 segundos) provoca emissão variável no tempo a partir das regiões emissores de luz.
O artigo que descreve a investigação e as duas possíveis explicações para o achado invulgar foi publicado na edição de 17 de setembro de 2018 da revista The Astrophysical Journal.
"Esta estrela de neutrões em particular pertence a um grupo de sete pulsares de raios-X próximos - apelidados 'Os Sete Magníficos' - que são mais quentes do que deviam ser tendo em conta as suas idades e o reservatório de energia disponível fornecido pela perda de energia rotacional," comenta Bettina Posselt, professora associada de astronomia e astrofísica na Universidade Estatal da Pensilvânia, autora principal do artigo. "Nós observámos uma extensa área de emissões infravermelhas em torno desta estrela de neutrões - de nome RX J0806.4-4123 - cujo tamanho total se traduz em aproximadamente 200 unidades astronómicas (1 unidade astronómica, ou UA, corresponde à distância média Terra-Sol, aproximadamente 150 milhões de quilómetros) à distância presumida do pulsar."
Esta é a primeira estrela de neutrões em que um sinal estendido foi observado apenas no infravermelho. Os cientistas sugeriram duas possibilidades que podem explicar o sinal infravermelho prolongado visto pelo Hubble. A primeira é que existe um disco de material - possivelmente na sua maioria poeira - envolvendo o pulsar.
"Uma teoria é que poderá existir o que é conhecido como 'disco de retorno' de material que coalesceu em torno da estrela de neutrões após a supernova," explica Posselt. "Tal disco seria composto de matéria da estrela massiva progenitora. A sua interação subsequente com a estrela de neutrões poderá ter aquecido o pulsar e diminuído a sua rotação. Se confirmado como um disco de retorno de supernova, este resultado pode mudar a nossa compreensão geral da evolução das estrelas de neutrões."
A segunda possível explicação para a emissão infravermelha estendida desta estrela de neutrões é uma "nebulosa de vento pulsar".
"Uma nebulosa de vento pulsar exigiria que a estrela de neutrões exibisse um vento pulsar," realça Posselt. "Um vento pulsar pode ser produzido quando as partículas são aceleradas no campo elétrico produzido pela rápida rotação de uma estrela de neutrões com um forte campo magnético. À medida que a estrela de neutrões viaja pelo meio interestelar a velocidades maiores que a do som, forma-se um choque onde o meio interestelar e o vento pulsar interagem. As partículas chocadas emitiriam radiação de sincrotrão, provocando o sinal infravermelho estendido que vemos. Normalmente, as nebulosas de vento pulsar são observadas em raios-X e uma nebulosa de vento pulsar, somente infravermelha, seria muito invulgar e emocionante."
Com o Telescópio Espacial James Webb da NASA, os astrónomos poderão explorar ainda mais esse espaço recém-aberto de descoberta no infravermelho, a fim de melhor compreender a evolução das estrelas de neutrões.
Esta é uma ilustração de uma nebulosa de vento pulsar produzida pela interação entre as partículas de fluxo externo da estrela de neutrões e o material gasoso no meio interestelar pelo qual o astro atravessa. Esta nebulosa de vento pulsar, vista somente no infravermelho, é invulgar porque implica uma energia relativamente baixa das partículas aceleradas pelo intenso campo magnético do pulsar. Este modelo teorizado explicaria a invulgar assinatura infravermelha da estrela de neutrões, detetada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA.
Crédito: NASA, ESA e N. Tr’Ehnl (Universidade Estatal da Pensilvânia)
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