Crédito da imagem: Chandra
Os astrônomos que usam a matriz telescópica compacta da Austrália descobriram uma estrela de nêutrons em rápida rotação que está cuspindo jatos de material quase à velocidade da luz. Jatos como este só foram vistos anteriormente saindo de buracos negros, e essa descoberta desafia a teoria de que apenas o ambiente ao redor de um buraco negro pode ser tão enérgico. Os astrônomos estudaram o Circinus X-1, um objeto localizado a cerca de 20.000 anos-luz de distância, que é uma fonte brilhante de raios-X. Eles sabem que é uma estrela de nêutrons, mas também tem essas características incomuns.
Cientistas que usam o TelescopeCompact Array da CSIRO, um telescópio de síntese de rádio em Nova Gales do Sul, na Austrália, viram uma estrela de nêutrons cuspindo um jato de matéria muito próximo da velocidade da luz. É a primeira vez que um jato tão rápido é visto a partir de qualquer coisa que não seja um buraco negro.
A descoberta, relatada na edição desta semana da Nature, desafia a ideia de que apenas os buracos negros podem criar as condições necessárias para acelerar jatos de partículas a velocidades extremas.
"Fazer jatos é um processo cósmico fundamental, mas que ainda não é bem compreendido, mesmo após décadas de trabalho", diz o líder da equipe, Dr. Rob Fender, da Universidade de Amsterdã.
"O que vimos deve nos ajudar a entender quanto objetos maiores, como buracos negros maciços, podem produzir jatos que podemos ver a meio caminho do Universo".
Os cientistas da Holanda, Reino Unido e Austrália estudaram o Circinus X-1, uma fonte brilhante e variável de raios X cósmicos, durante um período de três anos.
O Circinus X-1 encontra-se dentro da nossa galáxia, a cerca de 20.000 anos-luz da Terra, na constelação de Circinus, perto de Southern Cross.
Consiste em duas estrelas: uma estrela 'regular', provavelmente cerca de 3 a 5 vezes a massa do nosso Sol, e uma pequena companheira compacta.
"Sabemos que a companheira é uma estrela de nêutrons do tipo de rajadas de raios-X que emitem", diz a integrante da equipe, Helen Johnston, da Universidade de Sydney.
“Essas explosões de raios-X são um sinal de uma estrela que tem uma superfície. Um buraco negro não tem superfície. Portanto, o companheiro deve ser uma estrela de nêutrons.
Uma estrela de nêutrons é uma bola de matéria comprimida e muito densa formada quando uma estrela gigante explode depois que seu combustível nuclear acaba. Na hierarquia de objetos extremos do Universo, está a apenas um passo de um buraco negro.
As duas estrelas no Circinus X-1 interagem, com a gravidade da estrela de nêutrons puxando a matéria da estrela maior para a superfície da estrela de nêutrons.
Esse processo de "acréscimo" gera raios-X. A força da emissão de raios X varia com o tempo, mostrando que as duas estrelas do Circinus X-1 viajam entre si em uma órbita muito alongada com um período de 17 dias.
"No ponto de maior aproximação, as duas estrelas estão quase se tocando", diz o Dr. Johnston.
Desde a década de 1970, os astrônomos sabem que o Circinus X-1 produz ondas de rádio e raios-X. Uma grande "nebulosa" de emissão de rádio fica em torno da fonte de raios-X. Dentro da nebulosa está o jato recém-encontrado de material emissor de rádio.
Acredita-se que os jatos emergem, não dos próprios buracos negros, mas de seu 'disco de acreção' - o cinturão de estrelas e gás desmembrados que um buraco negro arrasta em sua direção.
No Circinus X-1, é provável que o disco de acreção varie com o ciclo de 17 dias, sendo mais intenso quando as estrelas estão no ponto mais próximo da órbita.
O jato do Circinus X-1 está viajando a 99,8% da velocidade da luz. Essa é a vazão mais rápida vista de qualquer objeto em nossa galáxia e corresponde à dos jatos mais rápidos sendo disparados de outras galáxias completas. Nessas galáxias, os jatos vêm de buracos negros supermassivos, milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, que estão no centro das galáxias.
Qualquer que seja o processo que acelere os jatos para se aproximar da velocidade da luz, ele não depende das propriedades especiais de um buraco negro.
"O processo principal deve ser comum tanto aos buracos negros quanto às estrelas de nêutrons, como o fluxo de acréscimo", diz Kinwah Wu, do Unversity College London, Reino Unido.
Fonte original: Comunicado de imprensa da CSIRO
