Chandra da NASA encontra fonte das misteriosas explosões estelares

Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os astrónomos descobriram o que está a desencadear repetidas explosões de uma estrela gigante e instável.

UM novo estudopublicado segunda-feira na última edição do The Astrophysical Journal, detalha a descoberta de um objeto companheiro anteriormente oculto que continua afastando material da estrela massiva a cada 113 dias enquanto orbitam um ao outro. Este parceiro é um buraco negro de massa estelar ou o núcleo denso em colapso de uma estrela massiva chamada estrela de nêutrons.

Esta é a primeira detecção de raios X de uma desta classe de estrelas em erupção. É também o primeiro desses objetos encontrado com um buraco negro ou uma estrela de nêutrons companheira.

A estrela volátil, conhecida como AT 2016blu, está na galáxia espiral NGC 4559, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra. Os astrônomos estimam que a massa desta estrela seja pelo menos 33 vezes a do Sol.

“Durante 15 anos, os astrónomos têm observado esta estrela tornar-se realmente brilhante e depois escurecer novamente regularmente”, disse Mojgan Aghakhanloo, da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, que liderou este estudo. “Até que conseguíssemos obter os dados do Chandra no momento certo, não conseguíamos descobrir o que estava fazendo isso acontecer.”

A estrela AT 2016blu é um tipo de variável azul luminosa, que são estrelas quentes e massivas caracterizadas por mudanças no brilho. Eta Carinae, por exemplo, é uma variável azul luminosa particularmente conhecida.) AT 2016blu é um tipo especial de variável azul luminosa que sofre aumentos rápidos e repetidos de brilho. Os picos de brilho são tão extremos que se assemelham a explosões de supernovas, onde uma estrela massiva colapsa sobre si mesma e o material é então lançado para o espaço. No entanto, ao contrário de uma explosão de supernova, a estrela não é destruída, por isso AT 2016blu também é referido como um “impostor de supernova”.

Entre 2012 e 2026, os astrônomos detectaram pelo menos 27 explosões de luz óptica, ou luz em comprimentos de onda visíveis aos nossos olhos, do AT 2016blu aproximadamente a cada 113 dias.

“O comportamento desta estrela foi inicialmente confuso porque continuava a agir como uma supernova, mas claramente não é porque continua a sobreviver a estas explosões cerca de três vezes por ano,” disse a co-autora Núria Torres-Albà, também da Universidade da Virgínia. “Para compreender a causa destas erupções, percebemos que precisávamos de dados de raios X, cronometrados para que pudéssemos observar a estrela quando ela estava em explosão.”

A equipe usou o Chandra porque é o único telescópio de raios X com visão suficientemente nítida para distinguir o AT 2016blu de outra fonte de raios X brilhante próxima.

“Suspeitamos que os flashes brilhantes e repetidos em comprimentos de onda ópticos poderiam, na verdade, ser alimentados por explosões periódicas de raios X de alta energia”, disse o co-autor Nathan Smith, da Universidade do Arizona, em Tucson. “O gás denso que rodeia o sistema é aquecido pelos raios X e depois brilha no óptico. Portanto, precisávamos de planear cuidadosamente as observações de raios X do Chandra para que fossem simultâneas com uma explosão óptica.”

Dados do Chandra de março de 2026 revelaram que AT 2016blu era pelo menos 100 vezes mais brilhante em raios X do que nos dados do Chandra de 2001 a 2002, ou seja, antes do início das explosões. A melhor explicação para isto é que o material da estrela está caindo sobre uma estrela de nêutrons ou buraco negro durante a maior aproximação em sua órbita oval em torno um do outro. Quando eles se aproximam, o material ejetado pela estrela é capturado pelo buraco negro ou estrela de nêutrons. O material orbita a velocidades muito altas, próximas da velocidade da luz, ficando tão quente que brilha intensamente em raios X.

AT 2016blu é brilhante o suficiente em raios X para ser classificado como candidato a fonte de raios X ultraluminosa. Estas são fontes raras e brilhantes de raios X encontradas com telescópios como o Chandra, que os astrónomos ainda não compreenderam completamente. O pensamento atual dos cientistas é que alguns deles contêm estrelas de nêutrons e outros buracos negros.

Estas novas observações sugerem que pode haver uma ligação entre fontes de raios X ultraluminosas e o tipo de erupções estelares violentas observadas em AT 2016blu, especialmente porque muitas fontes de raios X ultraluminosas sofrem grandes mudanças no brilho dos raios X.

A descoberta deste sistema também pode ajudar nos estudos de estrelas que mudam de brilho antes de sofrerem explosões de supernova. Os astrónomos suspeitam que grande parte deste comportamento pode ser causado por sistemas que contêm uma estrela massiva orbitando um objeto compacto ou outra estrela massiva.

Para coletar os dados ópticos, a equipe usou o Telescópio de Imagem Automática Katzman, o Projeto Global Supernova do Observatório Las Cumbres e observações da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis, incluindo aquelas de mais de 30 astrônomos amadores, para monitorar o brilho da estrela.

Quando estas observações mostraram que a estrela estava em explosão no início de 2026, as observações do Chandra foram acionadas e obtidas em março de 2026 como parte do seu programa “Alvo de Oportunidade” concebido para ter em conta eventos especiais.

O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios-X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts.

Para saber mais sobre o Chandra, acesse:

https://nasa.gov/chandra

Esta versão apresenta uma imagem composta de uma galáxia espiral com uma estrela gigante e instável na sua borda externa. Usando o Chandra, os astrónomos descobriram a companheira anteriormente escondida da estrela, que desencadeia explosões luminosas a cada 113 dias.

A galáxia espiral é NGC 4559. Mostrada em um ângulo agudo na imagem composta, sua face plana rosa e azul leitosa inclina-se em direção ao canto superior esquerdo. Perto da borda externa da espiral densa, próximo ao centro da moldura, está um pequeno grupo de pontos rosa e azuis. Este grupo é delimitado por um quadrado branco, ampliado e anotado em imagens de apoio.

O menor ponto rosa no quadrado é AT 2016blu, uma estrela massiva com cerca de 33 vezes o tamanho do nosso Sol. Por mais de 15 anos, os astrônomos observaram regularmente esta estrela ficar brilhante e depois diminuir novamente na luz óptica. As observações de raios-X do Chandra sugerem que um objeto companheiro oculto, seja um buraco negro de massa estelar ou uma estrela de nêutrons, está puxando material de AT 2016blu a cada 113 dias enquanto orbitam um ao outro. Este material capturado fica tão quente que brilha intensamente nos raios X.

Outras manchas rosa e azuis dentro do quadrado branco e ampliado são estrelas não resolvidas ou aglomerados de estrelas, distantes demais para serem relacionados ao movimento de material entre AT 2016blu e seu vizinho oculto, mas influente.