{"id":2557,"date":"2019-11-12T06:35:26","date_gmt":"2019-11-12T06:35:26","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2557"},"modified":"2019-11-12T06:35:38","modified_gmt":"2019-11-12T06:35:38","slug":"nicer-avista-explosao-recorde-de-raios-x","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2019\/11\/12\/nicer-avista-explosao-recorde-de-raios-x\/","title":{"rendered":"NICER avista explos\u00e3o recorde de raios-X"},"content":{"rendered":"\n
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Ilustra\u00e7\u00e3o que mostra uma explos\u00e3o de raios-X do Tipo I. A explos\u00e3o expele primeiro a camada de hidrog\u00e9nio, que se expande e acaba por se dissipar. Em seguida, a radia\u00e7\u00e3o cresce at\u00e9 ao ponto em que liberta a camada de h\u00e9lio, que ultrapassa a camada de hidrog\u00e9nio. Alguns dos raios-X emitidos na explos\u00e3o s\u00e3o espalhados para o disco de acre\u00e7\u00e3o. A bola de fogo arrefece rapidamente e o h\u00e9lio assenta novamente para a superf\u00edcie.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA\/Chris Smith(USRA)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O telesc\u00f3pio NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) da NASA, na Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional, detetou um pico repentino de raios-X por volta das 22:04 do dia 20 de agosto. A explos\u00e3o foi provocada por um enorme flash termonuclear \u00e0 superf\u00edcie de um pulsar, os remanescentes esmagados de uma estrela que h\u00e1 muito tempo explodiu como supernova.<\/p>\n\n\n\n

O surto de raios-X, o mais brilhante visto at\u00e9 agora pelo NICER, veio de um objeto chamado SAX J1808.4-3658, ou J1808 para abreviar. As observa\u00e7\u00f5es revelam muitos fen\u00f3menos que nunca foram vistos juntos numa \u00fanica explos\u00e3o. Al\u00e9m disso, o surto em diminui\u00e7\u00e3o aumentou novamente e brevemente de brilho por raz\u00f5es que os astr\u00f3nomos ainda n\u00e3o conseguem explicar.<\/p>\n\n\n\n

“Esta explos\u00e3o foi not\u00e1vel,” disse o investigador Peter Bult, astrof\u00edsico do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland e da Universidade de Maryland em College Park. “Vemos uma mudan\u00e7a de brilho em duas etapas, que pensamos ser provocada pela liberta\u00e7\u00e3o de camadas separadas da superf\u00edcie do pulsar e outras caracter\u00edsticas que nos ajudar\u00e3o a descodificar a f\u00edsica destes eventos poderosos.”<\/p>\n\n\n\n

A explos\u00e3o, que os astr\u00f3nomos classificam como uma explos\u00e3o de raios-X do Tipo I, libertou tanta energia em 20 segundos quanto o Sol em quase 10 dias. Os detalhes que o NICER capturou desta erup\u00e7\u00e3o recorde ajudar\u00e3o os astr\u00f3nomos a entender melhor os processos f\u00edsicos que impulsionam surtos termonucleares deste e de outros pulsares explosivos.<\/p>\n\n\n\n

Os pulsares s\u00e3o uma esp\u00e9cie de estrela de neutr\u00f5es, o n\u00facleo compacto deixado para tr\u00e1s quando uma estrela massiva fica sem combust\u00edvel, colapsa sob si pr\u00f3pria e explode. Os pulsares podem girar rapidamente e hospedar pontos quentes emissores de raios-X nos seus polos magn\u00e9ticos. \u00c0 medida que o objeto gira, varre os seus pontos quentes na nossa linha de vis\u00e3o, produzindo pulsos regulares de radia\u00e7\u00e3o altamente energ\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n

J1808 est\u00e1 localizado a mais ou menos 11.000 anos-luz de dist\u00e2ncia na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Sagit\u00e1rio. Gira 401 vezes por segundo e \u00e9 membro de um sistema bin\u00e1rio. A sua companheira \u00e9 uma an\u00e3 castanha, um objeto maior do que um planeta gigante gasoso, mas pequeno demais para ser uma estrela. Um fluxo constante de hidrog\u00e9nio gasoso flui da companheira para a estrela de neutr\u00f5es e acumula-se numa vasta estrutura de armazenamento chamada disco de acre\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

O g\u00e1s nos discos de acre\u00e7\u00e3o n\u00e3o se move para dentro facilmente. Mas a cada poucos anos, os discos em redor de pulsares como J1808 tornam-se t\u00e3o densos que uma grande quantidade de g\u00e1s \u00e9 ionizado ou despojado dos seus eletr\u00f5es. Isto dificulta a movimenta\u00e7\u00e3o da luz pelo disco. A energia aprisionada inicia um processo descontrolado de aquecimento e ioniza\u00e7\u00e3o que ret\u00e9m ainda mais energia. O g\u00e1s torna-se mais resistente ao fluxo e come\u00e7a a espiralar para dentro, caindo finalmente no pulsar.<\/p>\n\n\n\n

A “chuva” de hidrog\u00e9nio at\u00e9 \u00e0 superf\u00edcie forma um “mar” global quente e cada vez mais profundo. Na base desta camada, as temperaturas e as press\u00f5es aumentam at\u00e9 que os n\u00facleos do hidrog\u00e9nio se fundem para formar n\u00facleos de h\u00e9lio, o que produz energia – um processo em funcionamento no n\u00facleo do nosso Sol.<\/p>\n\n\n\n

“O h\u00e9lio acumula-se e cria a sua pr\u00f3pria camada,” disse Zaven Arzoumanian, vice-investigador principal do NICER e coautor do artigo. “Quando a camada de h\u00e9lio tem alguns metros de profundidade, as condi\u00e7\u00f5es permitem que os n\u00facleos de h\u00e9lio se fundam em carbono. Ent\u00e3o, o h\u00e9lio entra em erup\u00e7\u00e3o explosiva e lan\u00e7a uma bola de fogo termonuclear por toda a superf\u00edcie do pulsar.”<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos empregam um conceito chamado limite de Eddington – em honra ao astrof\u00edsico ingl\u00eas Sir Arthur Eddington – para descrever a intensidade m\u00e1xima de radia\u00e7\u00e3o que uma estrela pode ter antes que a radia\u00e7\u00e3o fa\u00e7a com que se expanda. Este ponto depende fortemente da composi\u00e7\u00e3o do material acima da fonte de emiss\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

“O nosso estudo explora este conceito de longa data de uma nova maneira,” disse o coautor Deepto Chakrabarty, professor de f\u00edsica no MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge. “Aparentemente, estamos a ver o limite de Eddington para duas composi\u00e7\u00f5es diferentes na mesma explos\u00e3o de raios-X. Esta \u00e9 uma maneira muito poderosa e direta de acompanhar as rea\u00e7\u00f5es de queima nuclear subjacentes ao evento.”<\/p>\n\n\n\n

Ao in\u00edcio da explos\u00e3o, os dados do NICER mostram que o brilho dos raios-X diminuiu durante quase um segundo antes de aumentar novamente num ritmo mais lento. Os cientistas interpretam esta “paralisa\u00e7\u00e3o” como o momento em que a energia da explos\u00e3o se acumulou o suficiente para fazer explodir a camada de hidrog\u00e9nio do pulsar para o espa\u00e7o.<\/p>\n\n\n\n

A bola de fogo continuou a crescer por mais dois segundos e, em seguida, atingiu o seu pico, explodindo a camada de h\u00e9lio mais massiva. O h\u00e9lio expandiu-se mais rapidamente, ultrapassou a camada de hidrog\u00e9nio antes que pudesse dissipar-se e, em seguida, diminuiu de velocidade, parou e assentou-se \u00e0 superf\u00edcie do pulsar. Ap\u00f3s esta fase, o pulsar aumentou novamente de brilho, cerca de 20%, mas apenas brevemente, por raz\u00f5es que a equipa ainda n\u00e3o entende.<\/p>\n\n\n\n

Durante esta recente atividade de J1808, o NICER detetou outra explos\u00e3o de raios-X, muito mais fraca, que n\u00e3o exibiu nenhuma das principais caracter\u00edsticas observadas no evento de 20 de agosto.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m de detetar a expans\u00e3o de diferentes camadas, as observa\u00e7\u00f5es da explos\u00e3o pelo NICER revelam raios-X refletidos pelo disco de acre\u00e7\u00e3o e registam o piscar das “oscila\u00e7\u00f5es de rajada” – sinais de raios-X que aumentam e diminuem na frequ\u00eancia de rota\u00e7\u00e3o do pulsar, mas que ocorrem em locais da superf\u00edcie diferentes dos pontos quentes respons\u00e1veis pelos seus pulsos normais de raios-X.<\/p>\n\n\n\n

O artigo que descreve estas descobertas foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e est\u00e1 dispon\u00edvel online.<\/p>\n\n\n\n

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