Cientistas finalmente resolvem o mistério centenário da estrela com emissões inesperadas de raios X

Os astrónomos usaram a nave espacial de raios X XRISM (X-Ray Imaging and Spectrcopy Mission) para descobrir que uma estrela está a ser lentamente devorada por uma companheira estelar indescritível, resolvendo um mistério que tem confundido os cientistas há mais de um século.

A estrela em questão chama-se gama-Cas, localizada a cerca de 550 anos-luz de distância e visível a olho nu sobre a Europa em noites claras como o pico de um distinto “W” na constelação. Cassiopéia. A estrela gama-Cas, que tem 19 vezes o tamanho do Sol e até 65.000 vezes mais brilhante que o nosso estrelatornou-se um quebra-cabeça pela primeira vez em 1866, quando se descobriu que possuía uma “impressão digital” brilhante de hidrogênio, ao contrário de outras estrelas, como a sol.

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Décadas mais tarde, os cientistas teorizariam que estas estranhas emissões provinham de um disco rotativo de material estelar que tinha sido ejectado pela estrela em rotação rápida. Com o tempo, esses discos podem acumular-se e depois dispersar-se, fazendo com que o brilho da estrela flutue. Agora, graças à sensibilidade XRISMO (pronuncia-se “crism”), os astrónomos descobriram a presença de uma companheira compacta, provavelmente uma estrela anã branca, que está a afastar material de gama-Cas. Anãs brancas são frequentemente chamadas de “estrelas mortas” porque representam o núcleo remanescente de uma estrela que esgotou o suprimento de combustível necessário para seus processos intrínsecos de fusão nuclear.

“Há muitas décadas que tem havido um esforço intenso para resolver o mistério da gama-Cas em muitos grupos de investigação. E agora, graças às observações de alta precisão do XRISM, finalmente conseguimos”, disse o líder da equipa, Yaël Nazé, da Universidade de Liège, na Bélgica. disse em um comunicado.

XMM-Newton, Chandra e eROSITA, os astrónomos descobriram agora mais de 20 estrelas com emissões de raios X do tipo gama-Cas, resultando numa família especial dentro da categoria mais ampla de estrelas Be.

Os cientistas postularam duas explicações para as emissões incomuns de raios X de estrelas como a gama-Cas. Ou são o resultado dos campos magnéticos das estrelas interagindo com os discos de plasma circundantes, ou são o resultado da queda de material despojado na superfície de uma estrela anã branca companheira invisível. Esta pesquisa confirma a validade desta última teoria.

“O trabalho anterior usando o XMM-Newton realmente abriu caminho para o XRISM, permitindo-nos eliminar inúmeras teorias e provar qual das duas últimas teorias concorrentes estava correta”, disse Yaël. “É extremamente gratificante ter evidências diretas para finalmente resolver este mistério.”

Um diagrama mostrando a mesma imagem do cabeçalho, exceto rotulada. Os raios X vêm da estrela menor, a estrela maior é rotulada como "Be" estrela e as descrições explicam que a matéria está fluindo da estrela maior para a estrela menor, que é o que está criando os raios X.

Um diagrama que explica como um companheiro de alimentação fez com que a estrela gama-Cas emitisse misteriosos raios-X. (Crédito da imagem: ESA, Y. Nazé)

Ainda existem alguns enigmas em torno da gama-Cas e de outras estrelas emissoras de raios X de alta energia. Esperava-se que tais pares entre estrelas e anãs brancas fossem comuns, especialmente para estrelas de baixa massa. Recentemente, no entanto, os cientistas descobriram que tais pares são mais raros do que se estimava anteriormente e ocorrem em estrelas Be de grande massa.

“Achamos que a chave está em compreender como ocorrem exactamente as interacções entre as duas estrelas,” acrescentou Yaël. “Agora que conhecemos a verdadeira natureza do gama-Cas, podemos criar modelos especificamente para esta classe de sistemas estelares e atualizar a nossa compreensão da evolução binária em conformidade.”