Astrônomos descobrem binário raro de “viúva negra”

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A três mil anos-luz da Terra, os astrônomos do MIT descobriram algo estranho. No vazio está uma estranheza que parece ser um novo “binário de viúva negra”, dos quais apenas duas dúzias existem na Via Láctea. A estrela de nêutrons que gira rapidamente, ou pulsar, está consumindo lentamente sua estrela companheira menor, daí o nome.

Crédito: Nature/MIT.

Este sistema binário recém-descoberto, chamado ZTF J1406+1222, tem o período orbital mais curto já detectado, com o pulsar e a estrela companheira circulando um ao outro a cada 62 minutos. O que torna o sistema realmente raro é que ele parece hospedar uma terceira estrela distante que completa uma órbita em torno das duas estrelas internas a cada 10.000 anos.

Como pode imaginar, os astrônomos estão muito curiosos sobre como uma potencial viúva negra tripla poderia vir a existir.

“É um cenário de nascimento complicado”, diz Kevin Burdge, bolsista de pós-doutorado Pappalardo no Departamento de Física do MIT. “Este sistema provavelmente está flutuando na Via Láctea há mais tempo do que o sol”.

Tal como acontece com a maioria dos binários de viúvas negras, a equipe do MIT acredita que o sistema triplo provavelmente surgiu de uma densa constelação de estrelas antigas conhecida como aglomerado globular. Este específico pode ter vagado para o centro da Via Láctea, onde a gravidade do buraco negro central foi suficiente para separar o aglomerado, deixando intacta a tripla viúva negra.

Os binários da viúva negra são alimentados por pulsares que têm um período de rotação vertiginoso, girando a cada poucos milissegundos e emitindo flashes de alta energia gama e raios-X no processo. Geralmente, esses pulsares giram e morrem rapidamente enquanto queimam uma enorme quantidade de energia. No entanto, de vez em quando, uma estrela passageira pode dar uma nova vida a um pulsar. À medida que uma estrela se aproxima do pulsar, a gravidade do pulsar puxa o material da estrela, o que fornece nova energia que faz o pulsar girar novamente. Este pulsar “reciclado” começa então a re-irradiar energia que desnuda ainda mais a estrela e, eventualmente, a consome.

“Esses sistemas são chamados de viúvas negras por causa de como o pulsar consome a coisa que o reciclou, assim como a aranha come seu companheiro”, disse Burdge.

Enquanto a maioria dos binários da viúva negra são encontrados através da radiação gama e de raios-X emitida pelo pulsar central, a equipe do MIT usou luz visível, especificamente o flash da estrela companheira do binário, para detectar ZTF J1406 + 1222.

Burdge e sua equipe descobriram que o lado diurno da estrela companheira – o lado continuamente voltado para o pulsar – pode realmente ser muitas vezes mais quente que o lado noturno devido à contínua radiação de alta energia que recebe do pulsar.

“Pensei que, em vez de procurar diretamente pelo pulsar, tente procurar a estrela que está cozinhando”, explica Burdge.

Sua equipe verificou seu método de luz visível para identificar alguns binários de viúva negra já conhecidos. Depois de passar por dados coletados pela empresa com sede na Califórnia Instalação Transitória de Zwicky, que tira imagens de campo amplo do cosmos, eles foram capazes de estudar o brilho das estrelas para ver se alguma delas estava mudando drasticamente por um fator de 10 ou mais em uma escala de tempo de uma hora ou menos. A nova viúva negra se encaixou nesse modelo com um brilho que mudou por um fator de 13, em uma escala de tempo de cerca de uma hora.

Tecnicamente, a nova descoberta é apenas um “candidato”, já que eles não foram capazes de detectar raios gama ou raios-X emitidos pela entidade. Outras observações terão que ser feitas para torná-lo uma viúva negra oficial. Esse tecnicismo pode significar que a equipe encontrou um objeto totalmente novo.

“Este sistema é realmente único no que diz respeito às viúvas negras, porque o encontramos com luz visível e por causa de seu amplo companheiro e pelo fato de ter vindo do centro galáctico”, disse Burdge. “Ainda há muito que não entendemos sobre isso… A única coisa que sabemos com certeza é que vemos uma estrela com um lado diurno muito mais quente que o lado noturno, orbitando em torno de algo a cada 62 minutos. Tudo parece apontar para ser um binário de viúva negra. Mas há algumas coisas estranhas sobre isso, então é possível que seja algo totalmente novo.”

A descoberta foi publicada em Natureza.



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