Evolução binária do pulsar milissegundo SAX J1808.4-3658 investigado por pesquisadores

Impressão artística de um pulsar de milissegundos. Crédito: NASA.

Astrônomos da Austrália e do Canadá realizaram um estudo de um pulsar de milissegundos alimentado por acréscimo conhecido como SAX J1808.4-3658. A nova pesquisa fornece informações essenciais sobre o caminho da evolução binária deste sistema. As descobertas estão detalhadas em um artigo publicado em 6 de março no arXiv.org.

Os pulsares de rotação mais rápida, aqueles com períodos de rotação abaixo de 30 milissegundos, são conhecidos como pulsares de milissegundos (MSPs). Supõe-se que eles sejam formados em sistemas binários quando o componente inicialmente mais massivo se transforma em uma estrela de nêutrons que é então gerada devido ao acúmulo de matéria da estrela secundária.

O SAX J1808.4-3658 é um pulsar de milissegundo (AMSP) com acréscimo ativo em um sistema binário, que experimenta explosões aproximadamente a cada quatro anos. Até o momento, cerca de 20 AMSPs foram descobertos e o SAX J1808.4-3658 é o AMSP mais bem estudado e com restrição de observação de seu tipo.

Embora o SAX J1808.4-3658 tenha sido objeto de inúmeras observações no passado e sua evolução tenha sido extensivamente modelada, nenhum desses estudos levou em consideração o fato de que a estrela doadora do sistema mostrou ter evoluído significativamente. Portanto, Adelle Goodwin, da Universidade Monash, na Austrália, e Tyrone Woods, do Centro de Pesquisa em Astronomia e Astrofísica de Herzberg, no Canadá, decidiram verificar esse cenário.

“Modelamos a evolução binária do SAX J1808.4-3658, levando em conta as evidências de que a estrela doadora evoluiu significativamente e as implicações na massa inicial do doador”, escreveram os astrônomos no jornal.

A pesquisa descobriu que o progenitor mais provável do sistema SAX J1808.4-3658 é uma estrela companheira com uma massa de cerca de 1,1 massa solar e um período orbital inicial entre 1,0 e 1,22 dias. A massa estimada é, portanto, maior que o valor proposto por estudos evolutivos anteriores deste binário.

Segundo os astrônomos, os resultados sugerem que uma quantidade significativa de massa é ejetada do ponto Lagrangiano interno do sistema SAX J1808.4-3658. Isso pode ser devido a um vento evaporativo causado pela pressão de radiação do pulsar que evapora a estrela doadora durante seu período de inatividade.

Dado que a estrela companheira do SAX J1808.4-3658 agora tem uma massa de cerca de 0,8 massa solar e o sistema tem um período orbital de cerca de 2,01 horas, os pesquisadores calcularam que são necessários aproximadamente 3,73 bilhões de anos para evoluir para a atual status.

“Como o primário inicial deve ter sido maciço e evoluiu muito rapidamente através de um envelope comum (para trazê-lo para uma órbita curta) e uma supernova, a escala de tempo que encontramos para a evolução subsequente do doador é aproximadamente a vida útil total atual do sistema , 3.7 bilhões de anos “, diz o jornal.

Nas observações finais, os astrônomos observaram que os parâmetros binários do SAX J1808.4-3658 indicam que é um pulsar de “viúva negra” milissegundo. Em geral, as chamadas “viúvas negras” pertencem à classe de pulsares binários extremos com estrelas companheiras semi-degeneradas, apelidadas de “pulsares de aranha” e se distinguem pela presença de uma massa extremamente baixa (menos de 0,1 massas solares) companheiro.

Além disso, observou-se que o SAX J1808.4-3658 pode hospedar um disco circumbinário, no entanto, mais observações são necessárias para confirmar essa suposição.


Publicado em 16/03/2020 21h04

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