Pulsar

Galáxia M82:

Uma descoberta brilhante e inusitada

Telescópio espacial NuSTAR da NASA descobre possível

objeto excêntrico em uma bizarra estrela morta.

Por Pepe Chaves*

Para Via Fanzine

BH-13/10/2014

A galáxia Messier 82 (M82) vista aqui em dois espectros diferentes: pela luz visível do telescópio

espacial Hubble, da NASA; e à esquerda, em raios-X, pelo Observatório de Raios-X Chandra (NASA).

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Em busca de um entendimento

Uma descoberta inusitada tem agitado astrônomos em todo o mundo. O achado cósmico da vez é um pulsar [estrela morta radiante]  que detém a energia aproximada de 10 milhões de sóis. O objeto que se tornou o pulsar mais brilhante já registrado foi descoberto pelo Telescópio Espectroscópico Nuclear Matriz [NuSTAR], da NASA. O material observado é um remanescente estelar denso, que consiste em sobras da explosão de uma supernova.

Fiona Harrison, investigadora chefe do NuSTAR para o Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena (EUA), comentou sobre a descoberta, "Ele [o pulsar] tem todo o poder de um buraco negro, mas com muito menos massa." O contraste da pouquíssima massa desse objeto com o seu brilho intenso (milhões de vezes superior ao brilho do nosso sol), numa intensidade jamais registrada antes em raios X, é o que mais intriga os cientistas. A recente descoberta do pulsar consta em um relatório publicado em 09/10/2014, pela revista Nature.

A descoberta surpreendente ajudará os astrônomos a entender melhor as fontes misteriosas dos ofuscantes raios-X, chamadas de Fontes de Raios-X Ultraluminosas (ULXs). Até agora, todas as ULXs eram vistas pelos cientistas como simples buracos negros. Mas, os novos dados do NuSTAR revelam que pelo menos um ULX, situado a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância, na galáxia Messier 82 (M82), consiste, na verdade, em um pulsar.

"O pulsar parece estar devorando o equivalente ao que devora um buraco negro em dieta. Esse resultado nos ajudará a entender como os buracos negros devoraram e crescem tão rapidamente, se tornando um evento importante na formação de galáxias e estruturas do universo", afirmou a cientista.

Até então, as ULXs eram geralmente entendidas como sendo buracos negros se alimentando de estrelas periféricas, através de um processo chamado de acreção. Mas, a investigação sobre a verdadeira natureza das ULXs segue buscando respostas mais definitivas para este fenômeno cósmico.

Esta imagem do pulsar super brilhante (destaque em magenta) foi feita

utilizando dados observados de três telescópios, incluindo o NuSTAR da NASA.

Quando o acaso brilhou

Contudo, apesar dessa importante descoberta, inicialmente,  o NuSTAR não se propunha a estudar as duas ULXs situadas em M82, chamadas de X-1 e X-2. Mas, alguns de seus astrônomos já vinham observando uma supernova recente naquela galáxia quando, por acaso, notaram os pulsos de raios-X brilhantes, a princípio, provenientes da ULX X-2.

Os pulsares pertencem a uma classe de estrelas chamada “estrelas de nêutrons”. Assim como os buracos negros, as estrelas de nêutrons são núcleos queimados de estrelas que já explodiram e passaram a deter uma massa insignificante. Os pulsares enviam feixes de radiação que variam das ondas de rádio a raios gama de altíssima potência. Quando a estrela gira, esses feixes interceptam a Terra como se fossem faróis distantes, produzindo assim, um sinal pulsado.

"Nós tomávamos como certo que as poderosas ULXs deveriam ser buracos negros. Quando vimos os dados das pulsações pela primeira vez, pensamos que deveriam ser de outra fonte", afirma Matteo Bachetti, da Universidade de Toulouse, na França, principal autor do estudo.

No entanto, o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, e o satélite Swift que também têm monitorado a M82 para estudar a mesma supernova, também confirmaram que os intensos raios-X emanados pela M82 estavam vindo de um pulsar.

Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da Nasa, em Washington, declarou que "Ter um diversificado leque de telescópios no espaço significa que estes podem se ajudar mutuamente. Quando um telescópio faz uma descoberta, os outros, com suas capacidades complementares, podem ser convocados a investigar em diferentes comprimentos de onda".

A chave para a descoberta do NuSTAR foi a sua sensibilidade aos raios X de alta potência, bem como a sua capacidade para medir com precisão a temporização dos sinais, o que permitiu aos astrônomos medir a sua taxa de pulso, de 1,37 segundo. Os cientistas também mediram a produção de energia, estimada em 10 milhões de sóis, ou 10 vezes mais do que a observada em outros pulsares por raios-X.

Esta imagem mostra o núcleo da galáxia Messier 82 (M82), onde estão alojadas

as duas fontes de raios-X ultraluminosas (ULXs), denominadas de X-1 e X-2.

As ULXs são regiões que brilham intensamente quando observadas em raios-X.

Um enigma a se decifrar

Mas, como uma estrela morta pode estar irradiando estes sinais tão ferozmente? É isso que ainda falta entender cientificamente. No caso dos buracos negros, a gravidade de uma estrela de nêutrons pode puxar as estrelas próximas. Quando o material é arrastado para a estrela de nêutrons, este se aquece e se torna brilhante aos raios-X. Mas, se o pulsar está realmente alimentando-se de matéria circundante, faz isso em uma taxa tão extrema que intriga os teóricos e demais especialistas do assunto.

Em busca de uma explicação para o comportamento bizarro desse pulsar, os astrônomos estão planejando observações de acompanhamento utilizando em conjunto os telescópios NuSTAR, Swift e Chandra.

A equipe NuSTAR também observa outras ULXs que, possivelmente, poderiam se transformar em mais pulsares. Neste momento, ainda não está claro se o M82 X-2 é um pulsar excêntrico ou se mais ULXs de estrelas mortas batem com o seu pulso.

A astrônoma Jeanette Gladstone, da Universidade de Alberta, no Canadá, esclarece, "Na notícia recente, vimos que outra fonte de raios-X excepcionalmente brilhante na galáxia M82 parece ser um buraco negro de tamanho médio". A cientista que não é afiliada a esse estudo, também afirma que, "Agora, nós descobrimos que a segunda fonte de raios-X brilhantes em M82 não é um buraco negro. Este vai desafiar os teóricos e pavimentar o caminho para uma nova compreensão da diversidade desses fascinantes objetos", afirmou Gladstone.

É bom lembrar que o NuSTAR, um telescópio espacial de porte relativamente pequeno utilizado pela NASA, tem jogado nos últimos tempos uma forte luz na tentativa de desvelar o mistério dos buracos negros. Aguardemos, então, as próximas conclusões dos pesquisadores.

* Com informações de JPL/NASA (Pasadena/Califórnia) e tradução do autor.

- Fotos: JPL-Caltech / NASA/ STScI .

- Extra:

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- Produção: pepe Chaves.

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