Problema Duplo: Uma Estrela Anã Branca Surpreende Astrônomos

Caros Leitores,


Imagem artística Estrela Anâ Branca

Os astrônomos detectaram uma explosão de raios X de uma estrela na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia próxima a quase 200.000 anos-luz da Terra. Uma combinação de dados de raios X e ópticos indica que a fonte dessa radiação é uma estrela anã branca que pode ser a anã branca de maior crescimento já observada.

Em vários bilhões de anos, nosso Sol ficará sem a maior parte de seu combustível nuclear e encolherá para uma estrela “anã branca” muito menor e mais fraca, do tamanho da Terra. Como uma massa equivalente à do Sol é embalada em um volume tão pequeno, a gravidade na superfície de uma anã branca é várias centenas de milhares de vezes a da Terra. 

Ao contrário do nosso Sol, a maioria das estrelas, incluindo anãs brancas, não existe isoladamente, mas fazem parte de pares chamados “sistemas binários”. Se as estrelas estiverem próximas o suficiente, a gravidade da anã branca pode puxar a matéria para longe de seu companheiro. 

Um novo estudo baseado em observações com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Observatório Neil Gehrels Swift relatou a descoberta de uma emissão distinta de raios X de um sistema binário contendo uma anã branca chamada ASASSN-16oh. A descoberta envolve a detecção de baixa energia - o que os astrônomos chamam de "soft" - raios X, produzidos pelo gás a temperaturas de várias centenas de milhares de graus. Em contraste, raios X de alta energia revelam fenômenos a temperaturas de dezenas de milhões de graus. A emissão de raios-X da ASASSN-16oh é muito mais brilhante do que os raios-X suaves produzidos pelas atmosferas de estrelas normais, colocando-as na categoria especial de uma fonte de raios X supersoft. 

Durante anos, os astrônomos pensaram que a emissão excessiva de raios X de estrelas anãs brancas é produzida por fusão nuclear em uma camada quente e densa de núcleos de hidrogênio e hélio. Este material volátil acumulou-se desde a infalibilidade da matéria da estrela companheira até a superfície da anã branca, e levou a uma explosão de fusão nuclear muito parecida com uma bomba de hidrogênio.  

No entanto, o ASASSN-16oh mostra que há mais na história. Este binário foi descoberto pela primeira vez pelo Levantamento Automático de Supernovas (ASASSN), uma coleção de cerca de 20 telescópios ópticos distribuídos em todo o mundo para pesquisar automaticamente todo o céu todas as noites para supernovas e outros eventos transitórios. Os astrônomos usaram o Chandra e o Swift para detectar a emissão de raios X supersoft. 

"No passado, todas as fontes supersoft foram associadas à fusão nuclear na superfície de anãs brancas", disse o principal autor do estudo, Tom Maccarone, professor do Departamento de Física e Astronomia do Texas, que liderou o novo estudo publicado em dezembro. 3ª edição da Nature Astronomy. 

Se a fusão nuclear é a causa dos raios X supersoft da ASASSN-16oh, então deve começar com uma explosão e a emissão deve vir de toda a superfície da anã branca. No entanto, a luz óptica não aumenta rapidamente o suficiente para ser causada por uma explosão e os dados do Chandra mostram que a emissão é proveniente de uma região menor do que a superfície da anã branca. A fonte também é cem vezes mais fraca em luz ótica do que as anãs brancas conhecidas por estarem sofrendo fusão em sua superfície. Essas observações, além da falta de evidências de que o gás flui para longe da anã branca, fornecem fortes argumentos contra a fusão ocorrida na anã branca.

Como nenhum dos sinais de fusão nuclear está presente, os autores apresentam um cenário diferente. Tal como acontece com a explicação de fusão, a anã branca está puxando o gás para longe de uma estrela companheira, uma gigante vermelha. Em um processo chamado de acreção, o gás é puxado para um grande disco em torno da anã branca e se torna mais quente à medida que espirala em direção à anã branca, como mostrado na nossa ilustração. O gás então cai sobre a anã branca, produzindo raios-X ao longo de um cinto onde o disco encontra a estrela. A taxa de entrada de matéria no disco varia em grande quantidade. Quando o material começa a fluir mais rapidamente, o brilho do raio X do sistema torna-se muito mais alto.

"A transferência de massa está acontecendo em uma taxa mais alta do que em qualquer sistema que capturamos no passado", acrescentou Maccarone.

Se a anã branca continuar ganhando massa, ela pode atingir um limite de massa e se destruir em uma explosão de supernova Tipo Ia, um tipo de evento usado para descobrir que a expansão do universo está se acelerando. A análise da equipe sugere que a anã branca já é extraordinariamente grande, então o ASASSN-16oh pode ser relativamente próximo - em termos astronômicos - de explodir como uma supernova.

"Nosso resultado contradiz um consenso de décadas sobre como a emissão de raios X supersoft de anãs brancas é produzida", disse o co-autor Thomas Nelson, da Universidade de Pittsburgh. "Agora sabemos que a emissão de raios-X pode ser feita de duas maneiras diferentes: por fusão nuclear ou pelo acúmulo de matéria de um companheiro".

Também participaram do estudo cientistas da Universidade A & M do Texas, Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA, Universidade de Southampton, Universidade do Estado Livre na República da África do Sul, Observatório Astronômico da África do Sul, Universidade Estadual de Michigan, Universidade Estadual de Nova Jersey, Observatório da Universidade de Varsóvia, Ohio State University e da Universidade de Warwick. 

O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, administra o programa Chandra para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory, em Cambridge, Massachusetts, controla a ciência e as operações de voo do Chandra.

Leia mais do Chandra X-ray Observatory da NASA.

Para mais imagens do Chandra, multimídia e materiais relacionados, visite:

http://www.nasa.gov/chandra

Última atualização: 7 de dezembro de 2018Editor: Lee Mohon

Fonte: NASA 

HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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