Recentes observações feitas pela sonda Swift da NASA têm fornecido aos astrônomos uma espiada única dentro da atividade no centro da nossa galáxia e levaram à descoberta de uma rara entidade celeste que pode ajudá-los a testar as previsões feitas pela teoria geral da relatividade de Albert Einstein.
Essa semana, no encontro anual da American Astronomical Society em National Harbor, Md., os cientistas apresentaram suas pesquisas com base nas imagens capturadas pelo Swift, explicando como essas imagens ajudarão a decifrar a natureza dos flares de raios-X e como elas permitiram a descoberta de uma rara subclasse de estrelas de nêutrons.
A campanha de monitoramento do centro da Via Láctea, realizada pelo Swift, tem dobrado o número de imagens disponíveis para os cientistas das brilhantes flares de raios-X que ocorrem no buraco negro central da galáxia, denominado de Sagittarius A* (Sgr A*).
O Sgr A*, localiza-se no centro da região mais interna da Via Láctea, a 26000 anos-luz de distância na direção da constelação de Sagittarius. Sua massa é no mínimo 4 milhões de vezes maior que a massa do Sol. Apesar do seu tamanho considerável, ele não é tão brilhante como ele poderia ser se fosse mais ativo de acordo com um especialista.
“Devido ao seu tamanho, esse buraco negro supermassivo é aproximadamente um bilhão de vezes mais apagado do que ele poderia ser”, disse Nathalie Degenaar, principal pesquisadora na campanha do centro galáctico do Swift e uma astrônoma na Universidade de Michigan em Ann Arbor. “Embora esteja calmo, ele foi muito ativo no passado e ainda regularmente produz breves flares de raios-X hoje em dia”.
Para melhor entender o comportamento do buraco negro com o tempo, a equipe do Swift começou a fazer observações regulares do centro da Via Láctea em Fevereiro de 2006. A cada poucos dias a sonda Swift se vira para a região mais interna da galáxia e faz uma foto com 17 minutos de exposição com o seu X-ray Telescope (XRT).
Até o momento, o XRT do Swift detectou seis flares brilhantes durante as quais a emissão de raios-X do buraco negro foi 150 vezes mais apagada para poucas horas. Essas novas detecções permitiram que a equipe estima-se que flares similares ocorrem a cada 5 a 10 dias. Os cientistas observarão as diferenças entre as explosões para decifrar sua natureza física.
A equipe do XRT do Swift espera que 2014 seja um ano marcante para a campanha. Uma nuvem de gás frio, denominada G2, que tem aproximadamente 3 vezes a massa da Terra, passará perto do Sgr A* e já está sendo afetada pelas marés do poder do campo gravitacional do buraco negro. Os astrônomos esperam que a G2 passará tão perto do buraco negro durante o segundo quarto do ano que ela irá se aquecer até o ponto onde produzirá raios-X.
Se alguma parte do gás da nuvem na verdade atingir o Sgr A*, os astrônomos podem testemunhar um significante aumento na atividade do buraco negro. O evento acontecerá nos próximos anos, dando as cientistas uma posição privilegiada para estudar o fenômeno.
“Os astrônomos ao redor do mundo estão ansiosos esperando o primeiro sinal de início dessa interação”, disse Jamie Kennea, um membro da equipe na Universidade Estadual da Pennsylvania em University Park, Pa. “Com a inestimável ajuda do Swift, nosso programa de monitoramento pode fornecer esse indicador”.
Os cientistas viram o que eles pensavam que era um sinal em Abriu, quando o Swift detectou uma poderosa explosão de alta energia e um dramático aumento no brilho de raio-X da região do Sgr A*. Eles estavam animados em descobrir a atividade vinda de uma fonte separada bem perto do buraco negro: uma rara subclasse de uma estrela de nêutrons”.
Uma estrela de nêutrons é o núcleo esmagado de uma estrela destruído por uma explosão de supernova, empacotando o equivalente à massa de 500 mil Terras numa esfera do tamanho de uma cidade. A estrela de nêutrons, denominada SGR J1745-29, é uma magnetar, significando que seu campo magnético é milhares de vezes mais intenso do que uma estrela de nêutrons normal. Somente 26 magnetars foram identificadas até o momento.
A descoberta da SGR J1745-29 pode ajudar os cientistas na exploração de importantes propriedades do buraco negro Sgr A*. À medida que ela gira, a magnetar emite pulsos de raio-X e de ondas de rádio regulares. À medida que ela orbita o Sgr A*, os astrônomos podem detectar mudanças sutis no tempo dos pulsos, devido ao campo gravitacional do buraco negro, uma previsão da teoria da relatividade geral de Einstein.
“Esse programa de longo prazo colheu muitas recompensas científicas, e devido à combinação da flexibilidade da sonda e da sensibilidade de seu XRT, o Swift é o único satélite que pode realizar essa campanha”, disse Neil Gehrels, o principal pesquisador da missão no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Md.
O Goddard gerencia o Swift, que foi lançado em Novembro de 2004. O Goddard opera a sonda em colaboração com a Pennsylvania State University, o Los Alamos National Laboratory no Novo México, e a Orbital Sciences Corp. em Dulles, Va. Os colaboradores internacionais estão localizados no Reino Unido e na Itália. A missão inclui contribuições da Alemanha e do Japão.
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