Westerlund 1 conjunto de estrelas. Crédito da imagem: Chandra. Clique para ampliar.
Uma estrela muito massiva entrou em colapso para formar uma estrela de nêutrons e não um buraco negro como o esperado, de acordo com novos resultados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Essa descoberta mostra que a natureza tem mais dificuldade em criar buracos negros do que se pensava anteriormente.
Os cientistas descobriram essa estrela de nêutrons - uma densa bola de nêutrons com cerca de 20 quilômetros de diâmetro - em um aglomerado de estrelas extremamente jovem. Os astrônomos conseguiram usar propriedades bem determinadas de outras estrelas no aglomerado para deduzir que o progenitor dessa estrela de nêutrons era pelo menos 40 vezes a massa do Sol.
"Nossa descoberta mostra que algumas das estrelas mais massivas não colapsam para formar buracos negros, como previsto, mas formam estrelas de nêutrons", disse Michael Muno, pós-doutorado pela UCLA no Hubble Fellow e principal autor de um artigo a ser publicado no Astrophysical Journal. Cartas.
Quando estrelas muito massivas produzem estrelas de nêutrons e não buracos negros, elas terão maior influência na composição das gerações futuras de estrelas. Quando a estrela entra em colapso para formar a estrela de nêutrons, mais de 95% de sua massa, grande parte da qual é material rico em metais a partir de seu núcleo, retorna ao espaço ao seu redor.
"Isso significa que enormes quantidades de elementos pesados são recolocadas em circulação e podem formar outras estrelas e planetas", disse J. Simon Clark, da Universidade Aberta do Reino Unido.
Os astrônomos não entendem completamente o quão massiva uma estrela deve ser para formar um buraco negro em vez de uma estrela de nêutrons. O método mais confiável para estimar a massa da estrela progenitora é mostrar que a estrela de nêutrons ou o buraco negro é membro de um aglomerado de estrelas, todas próximas à mesma idade.
Como estrelas mais massivas evoluem mais rápido que estrelas menos massivas, a massa de uma estrela pode ser estimada a partir de seu estágio evolutivo conhecido. Estrelas de nêutrons e buracos negros são os estágios finais da evolução de uma estrela, portanto seus progenitores devem estar entre as estrelas mais massivas do aglomerado.
Muno e colegas descobriram uma estrela pulsante de nêutrons em um aglomerado de estrelas conhecido como Westerlund 1. Esse aglomerado contém cem mil ou mais estrelas em uma região com apenas 30 anos-luz de comprimento, o que sugere que todas as estrelas nasceram em um único episódio de estrela formação. Com base em propriedades ópticas, como brilho e cor, sabe-se que algumas das estrelas normais do aglomerado possuem massas de cerca de 40 sóis. Como o progenitor da estrela de nêutrons já explodiu como uma supernova, sua massa deve ter sido superior a 40 massas solares.
Os cursos introdutórios de astronomia às vezes ensinam que estrelas com mais de 25 massas solares se tornam buracos negros - um conceito que até recentemente não tinha evidências observacionais para testá-lo. No entanto, algumas teorias permitem que estrelas tão grandes evitem se tornar buracos negros. Por exemplo, cálculos teóricos de Alexander Heger, da Universidade de Chicago e colegas, indicam que estrelas extremamente massivas explodem massa com tanta eficácia durante suas vidas que deixam estrelas de nêutrons quando passam por supernovas. Supondo que a estrela de nêutrons de Westerlund 1 seja uma delas, levanta a questão de onde vêm os buracos negros observados na Via Láctea e em outras galáxias.
Outros fatores, como a composição química da estrela, a rapidez com que ela gira ou a força de seu campo magnético podem determinar se uma estrela massiva deixa para trás uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. A teoria para estrelas de composição química normal deixa uma pequena janela de massas iniciais - entre cerca de 25 e um pouco menos de 40 massas solares - para a formação de buracos negros a partir da evolução de estrelas massivas únicas. A identificação de estrelas de nêutrons adicionais ou a descoberta de buracos negros em aglomerados de estrelas jovens devem restringir ainda mais as massas e propriedades de estrelas nêutrons e progenitores de buracos negros.
O trabalho descrito por Muno foi baseado em duas observações de Chandra em 22 de maio e 18 de junho de 2005. O Marshall Space Flight Center da NASA, Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra para a Diretoria de Missões Científicas da agência. O Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas e de vôo do Chandra X-ray Center em Cambridge, Massachusetts.
Informações e imagens adicionais estão disponíveis em: http://chandra.harvard.edu
e http://chandra.nasa.gov
Fonte original: Chandra News Release
