doi.org/10.48550/arXiv.2309.13189
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#Pulsar
Uma “confusão” de estrelas de nêutrons em rotação rápida está evaporando as estrelas ao seu redor, como visto pelo Telescópio Espacial de Raios-X Chandra.
O Observatório de Raios-X Chandra, baseado no espaço, da NASA observou uma “confusão” de pulsares de aranha devorando suas estrelas companheiras no aglomerado globular Omega Centauri. Estes dados podem ajudar os cientistas a compreender melhor como é que essas estrelas de nêutrons que giram rapidamente, batizadas em homenagem aos aracnídeos que devoram as suas companheiras, erodem as estrelas circundantes com intensos feixes de radiação.
Os cinco pulsares de aranha nesta desordem – sendo a desordem o nome dado a um agrupamento próximo de aranhas – foram encontrados concentrados no coração de Omega Centauri, um enorme agrupamento de cerca de 10 milhões de estrelas localizado a 17.700 anos-luz da Terra. Eles foram originalmente descobertos por cientistas usando os radiotelescópios Parkes e MeerKAT, que identificaram uma coleção de 18 estrelas de nêutrons de rotação rápida ou “pulsares de milissegundos”.
Pesquisadores da Universidade de Alberta, no Canadá, identificaram o quinteto de pulsares-aranha em dados de radiotelescópios logo após perceberem que 11 dos 18 estavam emitindo radiação de raios-X. Isso era um sinal de que algo estava acontecendo. Assim, para compreender melhor os análogos cósmicos da viúva negra, a equipe comparou os dados de rádio dos pulsares com as observações de raios X do Chandra de 26 pulsares aranha em 12 outros aglomerados globulares.
“Eclodindo” de estrelas mortas
Como todas as estrelas de nêutrons, os pulsares aranha nascem quando estrelas massivas ficam sem combustível e não conseguem mais sustentar a fusão nuclear em seus núcleos. Isto põe fim ao fluxo de energia para fora que sustentou a estrela contra a pressão para dentro da sua própria gravidade durante milhões, ou mesmo milhares de milhões, de anos.
À medida que as camadas externas da estrela moribunda (na qual a fusão nuclear continua) são expelidas em conjunto com explosões de supernovas, os núcleos estelares com massas entre uma e duas vezes a massa do Sol colapsam rapidamente para uma largura de cerca de 19 quilômetros (20 milhas). quilômetros). Este colapso força elétrons e prótons a se unirem, criando um mar de nêutrons? – ?partículas neutras normalmente encontradas no coração dos átomos ?-? que é tão denso que uma colher de sopa pesaria mais de 1 bilhão de toneladas (900 bilhões de quilogramas)?. Isso é quase o peso do Monte Everest?.
E além de dar às estrelas de nêutrons a parte “nêutron” de seu nome, o colapso tem dois outros efeitos significativos. Assim como um patinador artístico puxando seus braços aumenta a velocidade com que giram, a rápida redução do raio desses núcleos estelares mortos os faz girar, permitindo que alguns girem centenas de vezes por segundo. O resultado? Pulsares de milissegundos. Alguns pulsares de milissegundos giram até 700 vezes por segundo.
Além disso, o colapso gravitacional força a união das linhas do campo magnético na região, intensificando a intensidade do campo magnético das estrelas de nêutrons em milhares de vezes a do campo magnético da Terra. Conseqüentemente, esses campos magnéticos emitem jatos de matéria que geram feixes de radiação; esses feixes varrem o universo enquanto a estrela de nêutrons gira. Pense em “faróis cósmicos”.
São essas estrelas de nêutrons giratórias que são chamadas de pulsares. E quando esses feixes de radiação pulsares explodem em torno das estrelas, os fenômenos são chamados de “pulsares aranha”.
Este processo destrutivo é possível porque os pulsares aranha são normalmente separados de seus companheiros por uma pequena distância? -? cerca de 14 vezes a distância entre a Terra e a Lua. Esta proximidade relativamente próxima permite que as partículas energéticas emitidas pelos pulsares corroam as suas estrelas companheiras.
Redbacks cósmicos vs. viúvas negras
Os pulsares de aranha são divididos em mais duas subcategorias com temas de aracnídeos, baseadas em suas presas. Os pulsares aranha “Redback” deterioram estrelas companheiras com massas entre 10% e 50% da massa do Sol, enquanto os pulsares aranha “viúva negra” destroem estrelas menores com menos de 5% da massa do Sol.
Mas na nova investigação da equipa, os investigadores confirmaram outra diferença entre as estrelas de nêutrons redbacks e as viúvas negras.
Eles descobriram que os pulsares redback são mais brilhantes em raios X do que os pulsares da viúva negra. Esta é a primeira vez que a massa de estrelas que são devoradas por pulsares-aranha foi associada à radiação que as está destruindo.
Esta influência está relacionada com partículas que fluem dos pulsares colidindo com ventos de material que fluem de estrelas companheiras, produzindo ondas de choque que geram raios X? – ?a radiação que corrói ainda mais essas estrelas e a luz que o Chandra detecta?. Parece que estrelas maiores criam ondas de choque que geram mais raios X. Isso torna as redbacks mais brilhantes na luz de raios X do que as viúvas negras, raciocina a equipe.
O próprio Chandra é crucial para investigar pulsares aranha e outros pulsares de milissegundos porque sua visão sensível de raios X pode distinguir entre essas e outras fontes de raios X em aglomerados globulares? – ?conglomerados de estrelas unidas pela gravidade e aumentando em densidade em direção a um ponto central.
Isto é especialmente evidente em Omega Centauri, onde vários dos pulsares de milissegundos descobertos estão estreitamente aglomerados por outras fontes de raios X não relacionadas.
A investigação da equipe será publicada em breve na edição de dezembro da revista The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Uma versão pré-impressa está disponível no repositório de papéis arXiv.
Publicado em 24/12/2023 12h08
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