doi.org/10.48550/arXiv.2409.02075
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#Pulsar
Usando o satélite XMM-Newton da ESA, astrônomos europeus realizaram observações de raios X de um pulsar binário de milissegundos conhecido como PSR J1431″4715. Os resultados da campanha observacional, publicados em 3 de setembro no servidor de pré-impressão arXiv, fornecem mais insights sobre a natureza deste sistema.
Os pulsares são estrelas de nêutrons altamente magnetizadas e giratórias que emitem um feixe de radiação eletromagnética. As de rotação mais rápida, com períodos de rotação abaixo de 30 milissegundos, são conhecidas como pulsares de milissegundos (MSPs). Os pesquisadores presumem que eles são formados em sistemas binários quando o componente inicialmente mais massivo se transforma em uma estrela de nêutrons que é então girada devido à acreção de matéria da estrela secundária.
Uma classe de pulsares binários extremos com estrelas companheiras semidegeneradas é apelidada de “pulsares de aranha”. Esses objetos são categorizados como “viúvas negras” se a companheira tiver massa extremamente baixa (menos de 0,1 massas solares), enquanto são chamados de “redbacks” se a estrela secundária for mais pesada.
PSR J1431″4715, ou J1431 para abreviar, é um binário MSP localizado provavelmente entre 5.250 e 8.400 anos-luz de distância da Terra. Com um período de rotação de 2,01 milissegundos e potência de spin-down em um nível de 68 decilhões erg/s, é um dos pulsares mais rápidos e energéticos.
Observações anteriores descobriram que a emissão de rádio pulsada de J1431 é afetada por eclipses fortes no período orbital binário de cerca de 10,8 horas. Também foi descoberto que o sistema hospeda uma estrela doadora não degenerada com uma massa mínima de 0,12 massas solares e, portanto, J1431 foi classificada como uma redback.
No entanto, dado que J1431 foi descoberto em 2015, ele continua sendo um MSP pouco estudado. É por isso que uma equipe de astrônomos liderada por Domitilla de Martino do Observatório Astronômico de Capodimonte em Nápoles, Itália, decidiu investigar J1431 em raios X usando XMM-Newton. Seu estudo foi complementado por dados fotométricos multibanda ópticos do Telescópio de Nova Tecnologia (NTT) de 3,5 m do Observatório Europeu do Sul no Chile.
As observações descobriram que o espectro de raios X de J1431 é sem características e consistente com emissão não térmica com um índice de fótons de lei de potência de 1,6 e absorção insignificante. Além disso, a presença de um componente térmico foi detectada, o que pode apontar para a contribuição da calota polar aquecida nos raios X suaves.
Os dados coletados indicam que a estrela companheira é uma estrela do tipo F inicial com uma massa de cerca de 0,2 massas solares, o que confirma a natureza redback de J1431. No entanto, a estrela companheira revelou-se mais quente do que na maioria dos redbacks, pois suas temperaturas diurnas e noturnas foram medidas em cerca de 7.500 e 7.400 K, respectivamente.
Com base nas observações, os astrônomos descobriram que J1431 tem uma inclinação binária de 59 graus e que o sistema está localizado a aproximadamente 10.100 anos-luz de distância, portanto, mais longe do que o estimado anteriormente. Os dados obtidos também sugerem que o pulsar é massivo, pois sua massa é assumida como estando dentro da faixa de 1,8″2,2 massas solares.
Publicado em 11/09/2024 13h09
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