Em 2014, observações com o Telescópio Nuclear Espectroscópico (NuSTAR, na sigla em inglês) e o Observatório de raios-X Chandra, ambos da NASA, mostraram que alguns ULXs, que brilham com luz de raio-X igual em luminosidade à produção total em todos os comprimentos de onda de milhões de sóis, são objetos ainda menores chamados estrelas de nêutrons. Estes são os núcleos queimados de estrelas maciças que explodiram. As estrelas de nêutrons normalmente contêm apenas cerca de 1,5 vezes a massa do sol. Três desses ULXs foram identificados como estrelas de nêutrons nos últimos anos. Os cientistas descobriram variações regulares, ou "pulsações", na emissão de raios-X de ULXs, comportamento que é exibido por estrelas de nêutrons, mas não em buracos negros.
Agora, pesquisadores que utilizam dados do Observatório de raios-X Chandra identificaram uma quarta ULX como uma estrela de nêutrons e encontraram novas pistas sobre como esses objetos podem brilhar tão intensamente. O ULX, recentemente descoberto, está localizado na galáxia Whirlpool (Rodamoinho), catalogada como M51. Esta imagem composta da galáxia contém raios X do Chandra (roxo) e dados ópticos do Hubble (vermelho, verde e azul). O ULX está marcado com um círculo.
Estrelas de Nêutrons são objetos extremamente densos - uma colher de chá dela pesaria mais de um bilhão de toneladas na Terra, tanto quanto uma montanha. A intensa gravidade das estrelas de nêutrons varre o material circundante de suas estrelas companheiras para longe, e quando este material cai em sua direção, ele se aquece e brilha em raios-X. À medida que mais e mais matéria cai sobre a estrela de nêutrons, chega um momento em que a pressão da luz de raio-X resultante se torna tão intensa que afasta a matéria. Os astrônomos chamam esse ponto - quando os objetos não conseguem acumular mas nenhuma matéria - como Limite de Eddington. O novo resultado mostra que esta ULX está superando o limite de Eddington para uma estrela de nêutrons.
Os cientistas analisaram dados arquivados de raios-X coletados pelo Chandra e descobriram um declive incomum no espectro de raios-X da ULX, que é a intensidade de raios-X medidos em diferentes comprimentos de onda. Depois de excluir outras possibilidades, eles concluíram que esse declive provavelmente vinha de um processo em que prótons carregados positivamente ou elétrons carregados negativamente circulam em um campo magnético. O tamanho do declive no espectro de raios-X implica forças de campo magnético que são pelo menos 10.000 vezes maiores que as associadas à espiral de matéria caindo em um buraco negro de massa estelar, mas estão dentro do intervalo observado para estrelas de nêutrons. Isso fornece fortes evidências de que este ULX é uma estrela de nêutrons em vez de um buraco negro e é a primeira identificação desse tipo que não envolveu a detecção de pulsações de raios-X.
Uma determinação precisa da força do campo magnético depende da partícula - se são prótons ou elétrons. Se a linha é de prótons, os campos magnéticos em torno da estrela de nêutrons são extremamente fortes, comparáveis aos campos magnéticos mais fortes produzidos pelas estrelas de nêutrons e, de fato, podem ajudar a quebrar o limite de Eddington. Tais campos magnéticos fortes podem reduzir a pressão dos raios X de uma ULX - a pressão que normalmente afasta a matéria - permitindo que a estrela de nêutrons consuma mais matéria do que o esperado.
Se a circulação for de elétrons, em contraste, então a força do campo magnético em torno da estrela de nêutrons seria cerca de 10.000 vezes menos forte e, portanto, não é suficientemente poderosa para o fluxo desta estrela de nêutrons quebrar o limite de Eddington.
Os pesquisadores atualmente não possuem um espectro da nova ULX com detalhes suficientes para determinar se é próton ou elétron. Para tentar elucidar este mistério, os pesquisadores planejam adquirir mais dados de raios-X do ULX na M51 e procurar por outros ULXs.
Fonte: NASA
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