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jan 13

Chandra estuda fonte ultra luminosa de Raios-X que revela um buraco negro massivo destroçando uma anã branca

Imagem composta do que se conhece como fonte de raios-X ultra luminosa (ULX). Crédito: Raios-X - NASA/CXC/UA/J. Irwin et al. Óptico - NASA/STScI

Imagem composta do que se conhece como fonte de raios-X ultra luminosa (ULX). Crédito: Raios-X – NASA/CXC/UA/J. Irwin et al. Óptico – NASA/STScI

]Observações do observatório espacial de raios-X Chandra revelaram uma rara fonte ultra luminosa de raios-X (ULX) em um denso aglomerado de estrelas anciãs.

Novos resultados do Observatório Chandra de Raios-X da NASA e os telescópios Magalhães sugerem que um denso remanente estelar tem sido arrancado por um buraco negro de 1.000 vezes a massa do Sol. A confirmação desta descoberta será uma dupla jogada cósmica:

  1. Uma evidência sólida da existência de um buraco negro de massa intermediária, que tem sido um tema muito debatido entre os astrônomos;
  2. Marcaria a primeira vez a observação de um buraco negro de tal classe a destroçar uma estrela.

Este cenário está baseado em recentes observações do Chandra, as quais revelaram uma rara fonte de raios-X ultra luminosa (ULX) em um denso aglomerado de estrelas velhas. Além disso, há observações ópticas que demonstraram uma peculiar mescla de elementos associados com a emissão de raios-X. Juntando estas evidências, pode-se concluir que se trata de um caso em que a emissão de raios-X foi produzida por escombros de uma anã branca destruída estão sendo aquecidos ao caírem dentro de um buraco negro massivo. Por outro lado, a emissão luminosa nas freqüências da luz visível foi originada a partir de restos mais distantes iluminados por estes raios-X.

Estrela sendo consumida por um Buraco Negro

Estrela sendo consumida por um Buraco Negro

A intensidade da emissão de raios-X classifica a fonte como uma “fonte ultra luminosa de raios-X” (ULX), o que significa que é mais luminosa que qualquer outra fonte de raios-X estelar conhecida, mas menos luminosa que as fontes de raios-X super brilhantes (originadas em núcleos galácticos ativos) associados aos buracos negros supermassivos nos núcleos das galáxias. A natureza das ULXs é um mistério, mas uma hipótese é que algumas das ULXs são buracos negros com massas entre centenas e vários centenas de milhares de vezes a do Sol, um intervalo intermediário entre os buracos negros de massa estelar e os buracos negros supermassivos situados nos núcleos das galáxias.

Esta ULX está em um aglomerado globular, um velho e abarrotado conglomerado de estrelas. Os astrônomos têm suspeitado que os aglomerados globulares possam conter buracos negros de massa intermediária, mas ainda não tinham encontrado evidências concludentes até agora.

Série de imagens que mostra a interação entre uma anã branca e um buraco negro. Ao passar pelo buraco negro a anã branca torna-se fortemente comprimida e aquecida (topo, à esquerda), gerando uma explosão. Parte da massa estelar é ejetada para o espaço enquanto o resto é consumido pelo buraco negro. Enquanto a massa ejetada se expande, a matéria em queda constrói um violento e espesso disco de acresção em volta do buraco negro.

“Os astrônomos têm estudado casos de estrelas destroçadas por buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, mas esta é a primeira evidência sólida de tal evento em um aglomerado globular”, disse Jimmy Irwin da Universidade de Alabama, que liderou o estudo.

Irwin e seus colegas obtiveram os espectros ópticos do objeto usando os telescópios Magalhães I e II em Las Campanas, no Chile. Estes dados revelam a emissão de um gás rico em oxigênio e nitrogênio, mas rarefeito em hidrogênio, um raro conjunto de sinais procedentes de um aglomerado globular. As condições físicas deduzidas do espectro sugerem que o gás está orbitando um buraco negro de pelo menos 1.000 massas solares. A abundante quantidade de oxigênio e ausência de hidrogênio indica que a estrela destruída era uma anã branca, a fase final de uma estrela do tipo solar que tem esgotado seu hidrogênio deixando uma alta concentração de oxigênio. Por outro lado, o nitrogênio visto no espectro óptico permanece ainda como um enigma.

Anã Branca atraída por um Buraco Negro (Chandra x Ilustração)

Anã Branca atraída por um Buraco Negro (Imagem capturada pelo Chandra x Ilustração)

“Acreditamos que estas assinaturas incomuns podem ser explicadas pelo cenário de uma anã branca que está orbitando bem próxima de um buraco negro e está sendo destruída pelas forças extremas de maré gravitacional”, disse Joel Bregman da Universidade de Michigan.

O trabalho teórico sugere que a emissão de raios-X induzida pela ruptura por maré poderá seguir brilhando durante mais de um século, mas se apagará com o tempo. Por enquanto, a equipe tem observado que há uma queda do 35% na emissão de raios-X desde 2000 até 2008.

A ULX deste estudo está situada na galáxia NGC 1399, uma galáxia elíptica situada a aproximadamente 65 milhões de anos luz da Terra.

Fontes e referências

Astronomy.com: Massive black hole implicated in stellar destruction

Chandra: NGC 1399: Massive Black Hole Implicated in Stellar Destruction

NGC 5408 X-1: novo estudo encontra um irmão mediano da família dos buracos negros

Os astrônomos da ESA acharam o elo-perdido dos buracos negros: HLX-1 na galáxia ESO 243-49

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