Um novo estudo fascinante revelou detalhes impressionantes sobre um sistema binário que contém uma estrela massiva e um objeto que, com grande probabilidade, é um buraco negro. Esta descoberta, publicada na revista Nature Astronomy, foi possível graças às observações da sonda Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) da NASA.
Este sistema, localizado a aproximadamente 24.000 anos-luz de distância na Via Láctea, é uma poderosa fonte de raios X, funcionando como um exemplo em menor escala dos quasares mais brilhantes do universo. Vamos explorar esta descoberta e entender suas implicações para a astronomia moderna.
Índice:
A descoberta e a tecnologia da IXPE
A pesquisa internacional utilizou a sonda IXPE da NASA para observar o sistema binário de raios X. A IXPE, com sua tecnologia avançada de polarimetria de raios X, permitiu aos cientistas observar a direção e a intensidade da radiação emitida. Estes dados são cruciais para entender a geometria e a física do ambiente ao redor do buraco negro, incluindo a presença de campos magnéticos e outras propriedades fundamentais que influenciam a emissão de raios X.
As observações indicam que a emissão intensa de raios X é amplificada por uma estrutura em forma de funil que circunda o possível buraco negro. Este funil atua como um amplificador natural, direcionando e intensificando a radiação emitida pelo sistema. Essa estrutura é um componente vital que ajuda a explicar a potência dos raios X emitidos e oferece uma analogia com os quasares, que são algumas das fontes mais luminosas e energéticas do universo.
Os extraordinários quasares
Quasares, abreviação de “quasi-stellar radio source” em inglês, são objetos extremamente luminosos e energéticos, localizados a bilhões de anos-luz de distância. Embora o sistema binário de raios X descoberto esteja a uma distância muito menor, ele apresenta mecanismos semelhantes de emissão de raios X. A comparação com os quasares ajuda os cientistas a entender melhor esses fenômenos em escalas diferentes e a explorar a física subjacente que governa essas emissões.
O sistema Cygnus X-3, descoberto no início dos anos 1970, é um dos sistemas binários de raios X mais notáveis e intrigantes. Localizado na Via Láctea, Cygnus X-3 tem sido um verdadeiro quebra-cabeça astronômico. Radiotelescópios detectaram jatos poderosos emitidos pelo sistema, movendo-se quase à velocidade da luz, que aparecem em ciclos, irradiando por alguns dias antes de desaparecer e, em seguida, reaparecer.
Devido à densa poeira no plano da nossa galáxia, Cygnus X-3 não pode ser observado na luz visível, tornando as observações um desafio. Durante a década de 1970, radioastrônomos de observatórios ao redor do mundo se uniram em um esforço coordenado para capturar Cygnus X-3 em ação, usando até mesmo chamadas telefônicas para tentar registrar os jatos de rádio. Avanços tecnológicos permitiram observações adicionais em diferentes comprimentos de onda, incluindo rádio, infravermelho e raios X, ajudando a desvendar mais sobre a natureza deste sistema fascinante.
Sistema de raios X em Cygnus X-3
Cygnus X-3 foi identificado como um sistema binário de raios X, onde ocorre a transferência de matéria entre uma estrela massiva e um objeto compacto. O objeto compacto pode ser uma estrela de nêutrons, mas é mais provável que seja um buraco negro com uma massa aproximadamente cinco vezes maior que a do nosso Sol. A estrela massiva do sistema é uma estrela Wolf-Rayet, caracterizada por ventos estelares extremamente poderosos que expelem grandes quantidades de matéria para o espaço.
O material expelido pelos ventos da estrela Wolf-Rayet alimenta um disco de acreção ao redor do objeto compacto. Este disco de acreção gira em espiral em direção ao buraco negro ou estrela de nêutrons, liberando enormes quantidades de energia na forma de radiação de raios X. Este processo de acreção é responsável pela intensa emissão de raios X observada no sistema, proporcionando insights valiosos sobre a física dos buracos negros e estrelas de nêutrons.
A descoberta deste sistema binário de raios X e a análise detalhada proporcionada pela IXPE têm profundas implicações para a astronomia. Elas oferecem uma nova perspectiva sobre os processos de acreção e emissão de raios X em sistemas binários e destacam a importância de estruturas como o funil de amplificação. Além disso, a comparação com quasares ajuda a entender melhor esses fenômenos em diferentes escalas e contextos.
A descoberta de um sistema binário de raios X contendo uma estrela massiva e um provável buraco negro, amplificada pela tecnologia da sonda IXPE da NASA, é um marco significativo na astronomia moderna. Esta pesquisa não só expande nosso conhecimento sobre os processos de emissão de raios X, mas também oferece uma nova compreensão da física dos buracos negros e estrelas de nêutrons.