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17 de setembro de 2021

Hubble Detecta Jato Infravermelho Inédito Ao Redor de Estrela de Nêutrons

Por Ned Oliveira

Esta ilustração mostra a estrela de nêutrons (RX J0806.4-4123) com um disco de poeira quente que produz uma assinatura infravermelha detectada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA.
NASA , ESA e N. Tr’Ehnl (Universidade Estadual da Pensilvânia)

Uma incomum emissão de luz infravermelha de uma estrela de nêutrons próxima, foi detectada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, e pode indicar novas características nunca antes vistas. Uma possibilidade é que haja um disco empoeirado ao redor da estrela de nêutrons; outra é que há um vento energético saindo do objeto e se chocando com gás no espaço interestelar pela qual a estrela de nêutrons atravessa.

Embora estrelas de nêutrons sejam geralmente estudadas em emissões de rádio e de alta energia, como raios-X, este estudo demonstra que informações novas e interessantes sobre estrelas de nêutrons também podem ser obtidas estudando-as em luz infravermelha, dizem pesquisadores.

A observação, feitas por uma equipe de pesquisadores da Pennsylvania State University, University Park, Pensilvânia; Universidade Sabanci, Istambul, Turquia; e a Universidade do Arizona, em Tucson, Arizona, poderia ajudar os astrônomos a entender melhor a evolução das estrelas de nêutrons – os remanescentes incrivelmente densos depois que uma enorme estrela explode como uma supernova. Estrelas de nêutrons também são chamadas de pulsares porque sua rotação muito rápida (tipicamente frações de segundo, neste caso, 11 segundos) causa emissão variável no tempo a partir de regiões emissoras de luz.

Imagem da estrela de nêutrons RX J0806.4-4123. 
NASA , ESA e B. Posselt (Universidade Estadual da Pensilvânia)

Um artigo descrevendo a pesquisa e duas possíveis explicações para o achado incomum aparece no Astrophysical Journal em 
em 17 de setembro de 2018.

“Essa estrela de nêutrons em particular pertence a um grupo de sete pulsares de raios X próximos – apelidados de ‘os Sete Magníficos’ – que são mais quentes do que deveriam considerar suas idades e reservatórios de energia disponíveis, fornecidos pela perda de energia de rotação”, disse Bettina Posselt, professora associada de astronomia e astrofísica no estado da Pensilvânia e principal autora do artigo. “Observamos uma extensa área de emissões de infravermelho em torno dessa estrela de nêutrons – chamada RX J0806.4-4123 – cujo tamanho total se traduz em cerca de 200 unidades astronômicas (aproximadamente 30 bilhões de quilômetros) na distância presumida do pulsar”.

Esta é a primeira estrela de nêutrons em que um sinal estendido foi visto apenas na luz infravermelha. Os pesquisadores sugerem duas possibilidades que poderiam explicar o sinal infravermelho prolongado visto pelo Hubble. A primeira é que possivelmente existe um disco de material –  principalmente poeira – envolvendo o pulsar.

“Uma teoria é que poderia haver o que é conhecido como um ‘disco de retorno’ de material que se aglutinou ao redor da estrela de nêutrons após a supernova”, disse Posselt. “Tal disco seria composto de matéria da estrela massiva progenitora. Sua interação subsequente com a estrela de nêutrons poderia ter aquecido o pulsar e retardado sua rotação. Se confirmado como um disco de retorno de supernova, este resultado pode mudar nossa compreensão geral da evolução da estrela de nêutrons. ”

A segunda explicação possível para a emissão infravermelha estendida desta estrela de nêutrons é uma “nebulosa do vento pulsar”.

“Uma nebulosa de vento pulsar exigiria que a estrela de nêutrons exibisse um vento pulsar”, disse Posselt. “Um vento pulsar pode ser produzido quando as partículas são aceleradas no campo elétrico que é produzido pela rotação rápida de uma estrela de nêutrons com um forte campo magnético. Como a estrela de nêutrons percorre o meio interestelar a uma velocidade maior que a velocidade do som, um choque pode se formar onde o meio interestelar e o vento pulsar interagem. As partículas chocadas emitiriam radiação síncrotron, causando o sinal infravermelho estendido que vemos. Normalmente, as nebulosas de vento pulsar são vistas em raios-X e uma nebulosa de vento pulsar somente infravermelho seria muito incomum e excitante ”.


Esta é uma ilustração de uma nebulosa do vento pulsar produzida pela interação das partículas de saída da estrela de nêutrons com material gasoso no meio interestelar que a estrela de nêutrons atravessa. Essa nebulosa do vento pulsar somente de infravermelho é incomum porque implica uma energia bastante baixa das partículas aceleradas pelo campo magnético intenso do pulsar. Este modelo hipotético explicaria a incomum assinatura infravermelha da estrela de nêutrons detectada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA.
Créditos
NASA , ESA e N. Tr’Ehnl (Universidade Estadual da Pensilvânia)

Usando o próximo Telescópio Espacial James Webb da NASA, os astrônomos serão capazes de explorar ainda mais este recém descoberto espaço de descoberta no infravermelho para melhor entender a evolução das estrelas de nêutrons.

Além de Posselt, a equipe de pesquisa incluiu George Pavlov e Kevin Luhman, do Estado da Pensilvânia; Ünal Ertan e Sirin Çaliskan na Universidade de Sabanci; e Christina Williams na Universidade do Arizona. A pesquisa foi apoiada pela NASA, o Conselho de Pesquisa Científica e Tecnológica da Turquia, a Fundação Nacional de Ciência dos EUA, o Estado da Pensilvânia, o Penn State Eberly College of Science e o Consórcio Space Grant da Pensilvânia.

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Européia). O Centro de Voos Espaciais Goddard, da Nasa, em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble. O STScI é operado pela NASA pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC

Fonte: http://hubblesite.org/news_release/news/2018-43

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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