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Chandra da NASA revela misteriosos objetos de raios X
Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os cientistas descobriram uma nova classe de objetos que se comportam de maneira diferente de qualquer outra que já tenham visto. Os astrónomos sugerem que estes objetos recentemente descobertos noutras galáxias podem ajudar a resolver não uma, mas duas questões de longa data na astrofísica.
Esses objetos misteriosos emitem raios X de energia incomumente baixa, mas níveis intensos de radiação ultravioleta. Esta descoberta é apresentada em um artigo publicado quarta-feira na Nature Astronomy.
“Nunca encontramos um grupo de objetos que agisse assim”, disse Mustafa Muhibullah, da Universidade do Alabama, que liderou o estudo. “É claro que o próximo passo foi tentar descobrir o que são essas coisas.”
Os investigadores encontraram um total de 84 destas “fontes de raios X hipersoft” – assim chamadas porque emitem raios X de baixa energia – nas seis galáxias diferentes que pesquisaram, utilizando dados abertamente disponíveis ao público no arquivo do Chandra. Duas das galáxias são espirais, M31 (a galáxia de Andrômeda) e M101 (a galáxia Catavento), enquanto as outras quatro são elípticas. Eles encontraram fontes de raios X hipersuaves tanto em regiões de formação estelar ativa quanto em áreas onde existem estrelas mais antigas.
A equipe identificou as fontes encontrando objetos que apareciam em imagens do Chandra tiradas com energias de raios X mais baixas, mas desapareciam em imagens de energia mais alta. Isso significa que estes objetos emitem muito mais raios X de baixa energia do que os de alta energia. Como os raios X de baixa energia fazem fronteira com a radiação ultravioleta energética no espectro eletromagnético, os pesquisadores determinaram que essas fontes também estão produzindo grandes quantidades de radiação ultravioleta energética.
Não está claro que tipos de objetos são responsáveis por esses raios X de baixa energia e pela intensa radiação ultravioleta. A equipe acredita que provavelmente envolvem um buraco negro, uma estrela de nêutrons ou uma anã branca extraindo material de uma estrela companheira. O material extraído da estrela companheira é aquecido para produzir raios X antes de cair na anã branca ou estrela de nêutrons, ou no buraco negro. Tais sistemas binários já foram vistos antes, mas não com radiação ultravioleta tão brilhante e raios X de baixa energia.
A descoberta sugere que pode haver grandes populações de sistemas binários com radiação ultravioleta energética que não foram detectadas até agora.
“Essas fontes clandestinas de raios X estão, na verdade, entre os objetos mais energéticos das galáxias e podem estar resolvendo dois mistérios cósmicos ao mesmo tempo”, disse Muhibullah.
Os cientistas pensam que alguns sistemas de anãs brancas que extraem material de estrelas companheiras podem eventualmente explodir como uma supernova – conhecida como Tipo Ia – que é crítica para medir a expansão do Universo. Estas supernovas desempenharam um papel fundamental na descoberta de que esta expansão está a acelerar. Os astrónomos têm procurado estrelas que se transformam em supernovas do Tipo Ia há muitos anos, até agora sem sucesso.
“Se pudéssemos encontrar uma maneira de detectar estas explosões de supernovas do Tipo Ia antes que elas explodissem, isso seria muito importante”, disse o co-autor Jimmy Irwin, também da Universidade do Alabama. “Neste momento, estudamo-los depois de terem explodido, e os astrónomos têm lutado para compreender o que é realmente incendiado.”
O outro mistério que essas fontes hipersoft de raios X podem explicar é o que retira os elétrons do gás entre as estrelas em algumas galáxias. É importante investigar esta remoção de eletrões porque pode afetar a rapidez com que as estrelas se formam e influenciar os ciclos de vida das galáxias. Estrelas quentes e massivas desempenham um papel, mas não explicam completamente o que está a causar esta destruição. Os intensos níveis de radiação ultravioleta das fontes hipersoft de raios X podem desempenhar um papel vital.
Por que essas fontes hipersoft de raios X não foram encontradas até agora? Além da emissão de raios X de baixa energia, que é muito difícil de ser detectada pelos telescópios de raios X, a radiação ultravioleta de alta energia é prontamente absorvida pelo gás hélio e hidrogênio que preenche o espaço entre as estrelas, criando uma barreira quase impenetrável para olhar através.
“Ao vasculhar o arquivo do Chandra, conseguimos eliminar o que costumava ser um ponto cego para os telescópios”, disse a coautora Rosanne Di Stefano, do Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian. “Foi assim que descobrimos o que parece ser uma nova classe de objetos cósmicos com qualidades notáveis.”
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.
Leia mais no Observatório de Raios-X Chandra da NASA
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Esta versão apresenta uma imagem composta de uma galáxia espiral, M101; uma das seis galáxias identificadas que abrigam uma nova classe de objetos misteriosos que emitem raios X de energia incomumente baixa.
Nesta imagem composta, M101 está diretamente de frente para nós. Possui vários braços em tons de roxo, espiralando no sentido horário em torno de um núcleo amarelo dourado. Espalhados ao longo e entre os braços estão dezenas de pequenas manchas brancas e roxas. A maioria dessas partículas são pares de estrelas, mas sete delas são um mistério.
Para observadores casuais, os objetos incomuns são visualmente indistinguíveis dos outros pontos de luz da galáxia. Uma versão anotada da imagem composta está incluída nesta versão, com círculos vermelhos ao redor das manchas misteriosas para facilitar a identificação.
Essas manchas misteriosas se comportam como nenhuma outra classe de objeto descoberta antes. Os objetos curiosos emitem raios X de tão baixa energia que, na verdade, produzem grandes quantidades de radiação ultravioleta, já que a radiação UV faz fronteira com os raios X no espectro eletromagnético. Pesquisando imagens de galáxias com raios X de baixa energia no arquivo do Observatório Chandra, os cientistas encontraram um total de 84 desses objetos espalhados por M101 e cinco outras galáxias. Eles apelidaram esses objetos misteriosos de “fontes de raios X hipersoft”.
