Astrônomos descobrem um par incomum de fontes ultra luminosas de raios-X

Esta imagem mostra a localização na galáxia NGC 5128 de uma incrível fonte que emitiu enormes quantidades de raios-X como nunca tinha sido visto antes. Créditos: NASA/CXC/UA/J. Irwin et al.

Astrônomos descobriram um par de objetos cósmicos extraordinários que explodem dramaticamente irradiando em raios-X. Esse achado, atingido com ajuda do Observatório de raios-X Chandra da NASA juntamente com o Observatório XMM-Newton da ESA, pode representar uma nova classe de eventos explosivos encontrados no espaço.

As misteriosas fontes de raios-X tornam-se cerca de cem vezes mais brilhantes em menos de um minuto, antes de regressar aos níveis de raios-X originais após cerca de uma hora. No seu pico, estes objetos qualificaram-se como ULXs (ultraluminous X-ray sources, em português “fontes ultraluminosas de raios-X”) fontes de energia que emitem de centenas até milhares de vezes mais raios-X do que os típicos sistemas binários onde uma estrela orbita um buraco negro ou uma estrela de nêutrons.

Jimmy Irwin, membro da Universidade do Alabama, EUA, líder do estudo publicado na Nature, declarou:

Nunca vimos nada como isto. Os astrônomos têm visto muitos objetos diferentes que explodem emitindo energia, mas estes podem ser exemplos de um fenômeno inteiramente novo.

Enquanto os magnetares conhecidos (estrelas de nêutrons jovens com campos magnéticos muito poderosos) produzem explosões brilhantes e rápidas rajadas de raios-X, estes objetos recém-descobertos são diferentes em alguns aspetos fundamentais.

Primeiramente, os magnetares levam apenas alguns segundos para diminuir de brilho após uma explosão. Além disso, estes novos objetos encontram-se em populações de estrelas antigas residentes em galáxias elípticas, galáxias esféricas ou em forma de ovo compostas principalmente por estrelas mais velhas.

Isto torna improvável que estes recém-descobertos objetos brilhantes sejam jovens, astronomicamente falando, como sabemos que os magnetares em geral são. Além disso, estes objetos são mais luminosos nas frequências de raios-X durante os seus períodos relativamente “calmos”.

Essa animação mostra a erupção da fonte de raios-X na galáxia NGC 5128. Créditos: NASA/CXC/UA/J. Irwil et al.

Peter Maksym, coautor do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, comentou:

Estas explosões são extraordinárias. Por um breve espaço de tempo, uma das fontes tornou-se das mais brilhantes ULXs já observadas em uma galáxia elíptica.

Quando não estão explodindo, estas fontes parecem ser sistemas binários normais onde um buraco negro ou uma estrela de nêutrons puxa matéria de uma companheira estelar parecida com o Sol. Isto indica que os aumentos de brilho não perturbam significativamente o sistema binário.

Embora a natureza destas explosões seja desconhecida, o time já começou a procurar respostas. Uma ideia é que as explosões representam episódios em que a matéria que está sendo roubada da estrela companheira e cai rapidamente para um buraco negro ou estrela de nêutrons do sistema. Isto pode acontecer quando a companheira faz a sua maior aproximação do objeto compacto na sua órbita elíptica. Outra explicação pode envolver a matéria que espirala em queda em um buraco negro de massa intermediária, com uma massa estimada em aproximadamente 800 vezes a do Sol para uma fonte e 80 vezes a massa do Sol para a outra.

O coautor Gregory Sivakoff, membro da Universidade de Alberta, Canadá, comentou:

Agora que descobrimos estes explosivos objetos, os astrônomos observacionais e os teóricos vão trabalhar duro para entender o que está acontecendo.

Uma das fontes, localizada próxima e presumivelmente associada com a galáxia NGC 4636 a uma distância de 47 milhões de anos-luz, foi detectada aumentando seu de brilho uma vez pelo Chandra. Observou-se outra fonte explodindo luminosamente por cinco vezes, localizada perto da galáxia NGC 5128 a uma distância de 14 milhões de anos-luz. Quatro destas explosões da segunda fonte foram observadas com o Chandra e uma com o XMM-Newton.

O time analisou variações de raios-X de vários milhares de fontes durante as observações de 70 galáxias próximas com o Chandra. Apesar de terem sido encontrados vários exemplos de fontes “explosivas”, nenhuma exibia o comportamento das explosões rápidas e gigantescas aqui relatadas.

Fontes

Chandra: NGC 5128: Mysterious Cosmic Objects Erupting in X-rays Discovered

Cosmos Magazine: Mysterious bright X-ray blasts stump astronomers – These brief flares are unlike anything seen in our own Milky Way galaxy. Belinda Smith reports.

NASA: Mysterious Cosmic Objects Erupting in X-rays Discovered

Artigo Científico

Nature: Ultraluminous X-ray bursts in two ultracompact companions to nearby elliptical galaxies

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