doi.org/10.33232/001c.121261
Credibilidade: 989
#Estrela de Nêutrons
Novas observações revelam estrelas de nêutrons emparelhadas com estrelas como o nosso Sol
A maioria das estrelas do nosso universo vem em pares.
Embora o nosso próprio Sol seja solitário, muitas estrelas como o nosso Sol orbitam estrelas semelhantes, enquanto uma série de outros pares exóticos entre estrelas e orbes cósmicas apimentam o universo.
Buracos negros, por exemplo, são frequentemente encontrados orbitando uns aos outros.
Um emparelhamento que provou ser bastante raro é aquele entre uma estrela semelhante ao Sol e um tipo de estrela morta chamada estrela de nêutrons.
Astrônomos liderados por Kareem El-Badry, do Caltech, descobriram agora o que parecem ser 21 estrelas de nêutrons orbitando em sistemas binários com estrelas como o nosso Sol.
Estrelas de nêutrons são núcleos densos e queimados de estrelas massivas que explodiram.
Por si só, eles são extremamente fracos e geralmente não podem ser detectados diretamente.
Eles são mais pesados que estrelas semelhantes ao Sol, mas os dois objetos orbitam mutuamente em torno de um centro de massa comum.
À medida que as estrelas de nêutrons orbitam, elas atraem estrelas semelhantes ao Sol, fazendo com que suas companheiras se movam para frente e para trás no céu.
Utilizando a missão Gaia da Agência Espacial Europeia, os astrônomos conseguiram captar estas oscilações reveladoras para revelar uma nova população de estrelas de nêutrons escuras.
O papel de Gaia na pesquisa astrofísica “Gaia está continuamente examinando o céu e medindo as oscilações de mais de um bilhão de estrelas, então há boas chances de encontrar até mesmo objetos muito raros”, diz El-Badry, professor assistente de astronomia na Caltech e cientista adjunto do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha.
O novo estudo, que inclui uma equipe de coautores de todo o mundo, foi publicado em 15 de julho no The Open Journal for Astrophysics.
Dados de vários telescópios terrestres, incluindo o Observatório WM Keck em Maunakea, Havaí; Observatório La Silla no Chile; e o Observatório Whipple no Arizona, foram usados para acompanhar as observações de Gaia e aprender mais sobre as massas e órbitas das estrelas de nêutrons ocultas.
Características distintivas dos novos sistemas estelares de nêutrons
Embora estrelas de nêutrons tenham sido anteriormente detectadas em órbita de estrelas como o nosso Sol, todos esses sistemas eram mais compactos.
Com pouca distância separando os dois corpos, uma estrela de nêutrons (que é mais pesada que uma estrela semelhante ao Sol) pode roubar massa de sua parceira.
Este processo de transferência de massa faz com que a estrela de nêutrons brilhe intensamente nos comprimentos de onda de raios X ou rádio.
Em contraste, as estrelas de nêutrons no novo estudo estão muito mais distantes dos seus parceiros, na ordem de uma a três vezes a distância entre a Terra e o Sol.
Isso significa que os cadáveres estelares recém-descobertos estão muito longe de seus parceiros para roubar material deles.
Em vez disso, eles estão quietos e escuros.
“Estas são as primeiras estrelas de nêutrons descobertas puramente devido aos seus efeitos gravitacionais”, diz El-Badry.
O mistério da formação do sistema binário A descoberta é uma surpresa porque não está claro como uma estrela explodida acaba próxima de uma estrela como o nosso Sol.
“Ainda não temos um modelo completo de como esses binários se formam”, explica El-Badry.
“Em princípio, o progenitor da estrela de nêutrons deveria ter-se tornado enorme e interagido com a estrela do tipo solar durante a sua fase final de evolução.” A enorme estrela teria derrubado a pequena estrela, provavelmente engolindo-a temporariamente.
Mais tarde, a progenitora da estrela de nêutrons teria explodido em uma supernova, que, de acordo com os modelos, deveria ter liberado os sistemas binários, fazendo com que as estrelas de nêutrons e as estrelas semelhantes ao Sol se inclinassem em direções opostas.
“A descoberta destes novos sistemas mostra que pelo menos alguns binários sobrevivem a estes processos cataclísmicos, embora os modelos ainda não consigam explicar completamente como”, diz ele.
Capacidades de detecção e pesquisas futuras de Gaia
Gaia foi capaz de encontrar companheiras improváveis devido às suas órbitas amplas e longos períodos (as estrelas semelhantes ao Sol orbitam em torno das estrelas de nêutrons com períodos de seis meses a três anos).
“Se os corpos estiverem muito próximos, a oscilação será pequena demais para ser detectada”, diz El-Badry.
“Com Gaia, somos mais sensíveis às órbitas mais amplas.” Gaia também é mais sensível a binários que estão relativamente próximos.
A maioria dos sistemas recém-descobertos está localizada a 3.000 anos-luz da Terra, uma distância relativamente pequena em comparação, por exemplo, com os 100.000 anos-luz de diâmetro da Via Láctea.
As novas observações também sugerem quão raros são os pares.
“Estimamos que cerca de uma em um milhão de estrelas do tipo solar orbita uma estrela de nêutrons em uma órbita ampla”, disse ele.
Expandindo a busca além das estrelas de nêutrons El-Badry também tem interesse em encontrar buracos negros invisíveis e adormecidos em órbita com estrelas semelhantes ao Sol.
Usando dados de Gaia, ele encontrou dois desses buracos negros silenciosos escondidos em nossa galáxia.
Um deles, chamado Gaia BH1, é o buraco negro conhecido mais próximo da Terra, a 1.600 anos-luz de distância.
“Também não sabemos ao certo como estes binários de buracos negros se formaram”, diz El-Badry.
“Existem claramente lacunas nos nossos modelos para a evolução de estrelas binárias.
Encontrar mais destas companheiras escuras e comparar as suas estatísticas populacionais com as previsões de diferentes modelos irá ajudar-nos a descobrir como se formam.”
Publicado em 23/07/2024 00h09
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