Pulsar é mil vezes mais brilhante que teoria diz ser possível

Redação do Site Inovação Tecnológica -  01/03/2017

Ilustração artística de um pulsar emissor de raios X. O material que flui da estrela companheira forma um disco ao redor da estrela de nêutrons que é truncado na borda da magnetosfera do pulsar.[Imagem: NASA/Dana Berry]

Além das teorias

Astrônomos identificaram um pulsar que é mil vezes mais brilhante do que se pensava ser possível.

A luminosidade máxima dessa estrela giratória excede o chamado limite de Eddington, o máximo teórico estabelecido pelo equilíbrio entre a força da radiação que atua para fora e a força gravitacional que atua para dentro.

Como resultado, ela está consumindo material tão rápido que emite mais raios X do que qualquer outro corpo celeste similar. Ela é 10 vezes mais brilhante em raios X do que o registro anterior - em apenas um segundo, a estrela emite a mesma quantidade de energia liberada pelo nosso Sol em 3,5 anos.

De acordo com Gian Luca e seus colegas do Observatório Astronômico de Roma, esse brilho extremo só pode ser explicado se a estrela tiver um campo magnético muito complexo.

Fonte de raios X ultraluminosa

Pulsares são estrelas de nêutrons giratórias e magnetizadas que emitem pulsos regulares de radiação em dois feixes simétricos. Nos casos em que a estrela está devidamente alinhada com a Terra, esses feixes são captados como o sinal luminoso de um farol, que parece piscar à medida que o corpo celeste gira. Os pulsares são resultado de estrelas maciças que explodiram como uma poderosa supernova no final da sua vida natural, antes de se tornarem corpos estelares pequenos e extraordinariamente densos.

A estrela agora descoberta, conhecida como NGC 5907 ULX, está acumulando material tão rapidamente que seu período de rotação está acelerando a taxas surpreendentes, tendo evoluído de 1,43 segundo em 2003 para 1,13 segundo em 2014. Embora não seja incomum que a taxa de rotação de uma estrela de nêutrons se altere, a alta taxa de mudança neste caso está provavelmente ligada ao fato de o objeto estar consumindo rapidamente a massa de uma companheira - esta seria a origem da massa que ela consome também tão rapidamente para emitir sua radiação.

A sigla ULX no nome do pulsar indicar que se trata de uma "fonte de raios X ultraluminosa" (ULX: Ultraluminous x-ray). Mesmo estando em galáxias vizinhas, essas fontes brilham mais do que qualquer fonte de raios X em nossa própria Via Láctea. Os cálculos indicam que, para uma quantidade tão intensa de energia ser emitida, as ULXs devem ser alimentadas por buracos negros sugando material circundante.

Contudo, o pulsar agora descrito não parece ser alimentado por um buraco negro, mas ser o resultado de uma estrela de nêutrons girando muito rápido.

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O pulsar "desobediente" está localizado na galáxia vizinha NGC 5907. [Imagem: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra/SDSS]

Campo magnético multipolar

Os astrônomos afirmam que a única maneira de explicar os dados coletados é se a estrela de nêutrons não tiver um campo magnético simples (dipolar) - os dados foram coletados pelos telescópios espaciais XMM-Newton e NuSTAR. Simulações em computador mostraram que um campo magnético forte e multipolar poderia explicar suas propriedades extremas.

"Este objeto é realmente um desafio à nossa compreensão atual do processo de ‘acreção’ para estrelas de alta luminosidade," disse Gian Luca. "Ele é 1.000 vezes mais luminoso do que se acreditava ser o máximo possível para uma estrela de nêutrons em coalescência, assim, é necessário acrescentar algo aos nossos modelos de modo a explicar a quantidade enorme de energia liberada pelo objeto."

Não é a primeira vez que os pulsares desafiam as teorias astronômicas. Há pouco tempo, um pulsar superpesado desafiou a teoria de Einstein e algumas medições indicam que alguns pulsares podem ser mais velhos do que o Universo.

Bibliografia:

An accreting pulsar with extreme properties drives an ultraluminous x-ray source in NGC 5907
Gian Luca Israel, Andrea Belfiore, Luigi Stella, Paolo Esposito, Piergiorgio Casella, Andrea De Luca, Martino Marelli, Alessandro Papitto, Matteo Perri, Simonetta Puccetti, Guillermo A. Rodríguez Castillo, David Salvetti, Andrea Tiengo, Luca Zampieri, Daniele D Agostino, Jochen Greiner, Frank Haberl, Giovanni Novara, Ruben Salvaterra, Roberto Turolla, Mike Watson, Joern Wilms, Anna Wolter
Science
Vol.: 355 ISSUE 6327 817
DOI: 10.1126/science.aai8635

Pulsar é mil vezes mais brilhante que teoria diz ser possível: Sua luminosidade máxima excede em 1.000 vezes o máximo teórico estabelecido pelo equilíbrio entre rotação e gravidade. CP2