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jul 28

AR Scorpii: Anã branca castiga anã vermelha com feixes de elétrons em velocidades relativísticas

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Esta concepção artística mostra o estranho objeto AR Scorpii. Nesta estrela dupla única, uma anã branca em rotação rápida (à direita) acelera elétrons até quase a velocidade da luz. Estas partículas de alta energia libertam quantidades de radiação que fustigam a estrela companheira, uma anã vermelha (à esquerda), fazendo com que todo o sistema pulse drasticamente a cada 1,97 minutos e libere radiação que vai desde o ultravioleta até as ondas de rádio. Créditos: M. Garlick/University of Warwick/ESO

Astrônomos utilizaram o Very Large Telescope do ESO e mais outros telescópios tanto no solo como no espaço, e descobriram um novo tipo de estrela binária exótica. No sistema AR Scorpii, uma anã branca em rotação rápida acelera elétrons até quase à velocidade da luz. Estas partículas de alta energia liberam quantidades de radiação que fuzilam a estrela companheira, uma anã vermelha, fazendo com que todo o sistema pulse drasticamente a cada 1,97 minutos e libere radiação que vai do ultravioleta até as ondas de rádio. Este trabalho será publicado na revista Nature em 28 de julho de 2016.

Em maio de 2015, um grupo de astrônomos amadores da Alemanha, Bélgica e Reino Unido encontrou um sistema estelar que se comportava de um modo nunca antes observado. Observações feitas em seguida, lideradas pela Universidade de Warwick e fazendo uso de vários telescópios, colocados tanto no solo como no espaço [1], revelaram a verdadeira natureza deste sistema até então mal identificado.

O sistema estelar AR Scorpii (AR Sco) reside na direção da constelação do Escorpião e está a 380 anos-luz de distância da Terra. É composto por uma anã branca [2] em rotação rápida, do tamanho da Terra mas com cerca de 200 mil vezes mais massa e por uma anã vermelha fria com um terço da massa do Sol [3], que se orbitam mutuamente com um período de 3,6 horas, executando uma dança cósmica tão regular como um relógio.

Este sistema binário de estrelas exibe um comportamento muito violento. Altamente magnetizada e girando muito depressa, a anã branca acelera elétrons até quase à velocidade da luz. À medida que estas partículas de alta energia se deslocam no espaço, liberam radiação num raio semelhante a um farol, que fuzila a anã vermelha fria, fazendo com que todo o sistema brilhe e apague a cada 1,97 minutos. Estes pulsos poderosos incluem radiação nas frequências de rádio, algo que nunca tinha sido antes detectado num sistema com uma anã branca.

O investigador principal Tom Marsh, do Grupo de Astrofísica da Universidade de Warwick, comentou:

AR Scorpii foi descoberta há mais de 40 anos, mas não suspeitamos da sua verdadeira natureza até começarmos a observá-la em 2015. Percebemos que estávamos vendo algo extraordinário poucos minutos depois de começarmos as observações.

As propriedades observadas de AR Sco são únicas e misteriosas. A radiação emitida ao longo de uma grande gama de frequências indica emissão de elétrons acelerados em campos magnéticos, o que pode ser explicado pela anã branca em rotação. A fonte de elétrons propriamente dita permanece, no entanto, um mistério — não é claro se estará associada à própria anã branca ou à sua companheira mais fria.

AR Scorpii foi inicialmente observada no início da década de 1970 e as suas flutuações de brilho regulares a cada 3,6 horas fizeram com que fosse erroneamente classificada como uma estrela variável isolada [4]. A verdadeira natureza da variação em luminosidade de AR Scorpii foi revelada graças aos esforços conjuntos de astrônomos profissionais e amadores. Uma pulsação semelhante tinha sido já observada anteriormente, mas vinda de estrelas de nêutrons — alguns dos objetos celestes mais densos conhecidos no Universo — e não de anãs brancas.

Boris Gänsicke, coautor do novo estudo e também da Universidade de Warwick, concluiu:

Conhecemos estrelas de nêutrons pulsando há quase 50 anos e algumas teorias previam que as anãs brancas poderiam também apresentar um comportamento semelhante. É muito excitante termos descoberto um tal sistema e é também um exemplo fantástico de colaboração entre astrônomos amadores e profissionais.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “A radio pulsing white dwarf binary star”, de T. Marsh et al., publicado na Nature em 28 de julho de 2016.

Notas

[1] As observações necessárias a este trabalho foram executadas pelos seguintes telescópios: Very Large Telescope (VLT) do ESO, situado no Cerro Paranal, Chile; Telescópios William Herschel e Isaac Newton do Grupo de telescópios Isaac Newton, situado em La Palma, Canárias, Espanha; Australia Telescope Compact Array no Observatório Paul Wild, Narrabri, Austrália; Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e satélite Swift da NASA.

[2] As anãs brancas correspondem à fase final da vida de estrelas com massas até cerca de 8 vezes a massa solar. Quando a fusão do hidrogênio no núcleo da estrela termina, as variações internas levam a uma drástica expansão da estrela — dando origem a uma gigante vermelha — seguida de uma contração acompanhada pelo lançamento das camadas exteriores da estrela para o espaço interestelar em grandes nuvens de gás e poeira. O que resta é uma anã branca, de cerca do tamanho da Terra mas 200 mil vezes mais densa. O equivalente a uma única colher de matéria de uma anã branca pesa tanto como um elefante na Terra.

[3] Esta anã vermelha é uma estrela de tipo espectral M. As estrelas de tipo M são as mais comuns no sistema de classificação de Harvard, o qual usa letras simples para agrupar as estrelas segundo as suas características espectrais: OBAFGKM.

[4] Uma estrela variável mostra uma flutuação no seu brilho quando vista a partir da Terra. Estas flutuações podem ser devidas a variações de propriedades intrínsecas à própria estrela. Por exemplo, algumas estrelas expandem-se e contraem-se de forma notória. As flutuações podem também ter origem num outro objeto que regularmente eclipsa a estrela. AR Scorpii foi confundida com uma única estrela variável, uma vez que a órbita de duas estrelas em torno uma da outra resulta também em flutuações regulares no brilho observado.

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Este mapa mostra a localização do exótico sistema binário de estrelas AR Scorpii na brilhante constelação do Escorpião. Estão assinaladas as estrelas visíveis a olho nu numa noite límpida e escura e a localização do AR Scorpii está marcada com um círculo vermelho. Créditos:
ESO/IAU and Sky & Telescope

Fonte

ESO: eso1627 — White Dwarf Lashes Red Dwarf with Mystery Ray

._._.

eso1627a-A-radio-pulsing-white-dwarf-binary-star

 

1 menção

  1. AR Sco: Astrônomos descobrem uma anã branca que se comporta como um pulsar » O Universo - Eternos Aprendizes

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