{"id":5951,"date":"2023-04-11T06:50:00","date_gmt":"2023-04-11T05:50:00","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5951"},"modified":"2023-04-11T06:50:01","modified_gmt":"2023-04-11T05:50:01","slug":"estudo-ajuda-a-explicar-fontes-ultraluminosas-de-raios-x-que-quebram-limites","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/04\/11\/estudo-ajuda-a-explicar-fontes-ultraluminosas-de-raios-x-que-quebram-limites\/","title":{"rendered":"Estudo ajuda a explicar fontes ultraluminosas de raios-X que quebram limites"},"content":{"rendered":"
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Nesta ilustra\u00e7\u00e3o de uma fonte ultraluminosa de raios-X , dois “rios” de g\u00e1s quente s\u00e3o puxados para a superf\u00edcie de uma estrela de neutr\u00f5es. Campos magn\u00e9ticos fortes, mostrados a verde, podem alterar a intera\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria e da luz perto da superf\u00edcie das estrelas de neutr\u00f5es, aumentando a sua luminosidade.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL-Caltech<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Objetos c\u00f3smicos ex\u00f3ticos, conhecidos como fontes ultraluminosas de raios-X, produzem cerca de 10 milh\u00f5es de vezes mais energia do que o Sol. Na verdade, s\u00e3o t\u00e3o radiantes que parecem ultrapassar um limite f\u00edsico chamado limite de Eddington, que coloca uma restri\u00e7\u00e3o no brilho que um objeto pode ter com base na sua massa. Estas ULXs (sigla inglesa para “Ultra-luminous X-ray sources”) excedem regularmente este limite em 100 a 500 vezes, deixando os cientistas perplexos.<\/p>\n\n\n\n

Num estudo recente publicado na revista The Astrophysical Journal, os investigadores relatam uma primeira medi\u00e7\u00e3o de uma ULX feita com o NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA. A descoberta confirma que estes emissores de luz s\u00e3o, de facto, t\u00e3o brilhantes como parecem e que quebram o limite de Eddington. Uma hip\u00f3tese sugere que este brilho avassalador \u00e9 devido aos fortes campos magn\u00e9ticos da ULX. Mas os cientistas s\u00f3 podem testar esta ideia atrav\u00e9s de observa\u00e7\u00f5es: at\u00e9 milhares de milh\u00f5es de vezes mais poderosos do que os \u00edmanes mais fortes alguma vez constru\u00eddos na Terra, os campos magn\u00e9ticos das ULXs n\u00e3o podem ser reproduzidos num laborat\u00f3rio.<\/p>\n\n\n\n

Quebrando o limite<\/strong><\/p>\n\n\n\n

As part\u00edculas de luz, chamadas fot\u00f5es, exercem um pequeno empurr\u00e3o sobre objetos que encontram. Se um objeto c\u00f3smico como uma ULX emitir luz suficiente por determinada \u00e1rea, o empurr\u00e3o dos fot\u00f5es pode ser superior \u00e0 atra\u00e7\u00e3o da gravidade do objeto. Quando isto acontece, um objeto atingiu o limite de Eddington e a luz do objeto, teoricamente, empurrar\u00e1 para longe qualquer g\u00e1s ou outro material que caia na sua dire\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Essa mudan\u00e7a – quando a luz derrota a gravidade – \u00e9 importante, porque o material que cai sobre uma ULX \u00e9 a fonte do seu brilho. Isto \u00e9 algo que os cientistas observam frequentemente em buracos negros: quando a sua forte gravidade atrai g\u00e1s e poeira, esses materiais podem aquecer e irradiar luz. Os cientistas costumavam pensar que as ULX deviam ser buracos negros rodeados por grandes quantidades de g\u00e1s brilhante. Mas, em 2014, os dados do NuSTAR revelaram que uma ULX com o nome de M82 X-2 \u00e9, na realidade, um objeto menos massivo chamado de estrela de neutr\u00f5es. Tal como os buracos negros, as estrelas de neutr\u00f5es formam-se quando uma estrela morre e colapsa, “embalando” mais do que a massa do nosso Sol numa \u00e1rea n\u00e3o muito maior do que uma cidade m\u00e9dia.<\/p>\n\n\n\n

Esta densidade incr\u00edvel tamb\u00e9m cria uma atra\u00e7\u00e3o gravitacional, \u00e0 superf\u00edcie da estrela de neutr\u00f5es, cerca de 100 bili\u00f5es de vezes mais forte do que a atra\u00e7\u00e3o gravitacional \u00e0 superf\u00edcie da Terra. O g\u00e1s e outros materiais atra\u00eddos por essa gravidade s\u00e3o acelerados at\u00e9 milh\u00f5es de quil\u00f3metros por hora, libertando tremendas quantidades de energia quando atingem a superf\u00edcie da estrela de neutr\u00f5es (um marshmallow deixado cair sobre a superf\u00edcie de uma estrela de neutr\u00f5es atingi-la-ia com a energia de cem mil bombas de hidrog\u00e9nio). Isto produz os raios-X altamente energ\u00e9ticos que o NuSTAR deteta.<\/p>\n\n\n\n

O estudo recente visou a mesma ULX no cora\u00e7\u00e3o da descoberta de 2014 e descobriu que, tal como um parasita c\u00f3smico, M82 X-2 est\u00e1 a roubar cerca de 9×10^21 de toneladas de material, por ano, a uma estrela vizinha, o equivalente a 1,5 vezes a massa da Terra. Sabendo a quantidade de material que atinge a superf\u00edcie da estrela de neutr\u00f5es, os cientistas podem estimar qu\u00e3o brilhante deve ser a ULX e os seus c\u00e1lculos coincidem com medi\u00e7\u00f5es independentes da sua luminosidade. O trabalho confirmou que M82 X-2 excede o limite de Eddington.<\/p>\n\n\n\n

Sem ilus\u00f5es<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Se os cientistas conseguirem confirmar o brilho de mais ULXs, podem colocar de lado uma hip\u00f3tese persistente que explicaria o brilho aparente destes objetos sem que as ULXs tivessem de exceder o limite de Eddington. Essa hip\u00f3tese, com base em observa\u00e7\u00f5es de outros objetos c\u00f3smicos, postula que ventos fortes formam um cone oco em torno da fonte de luz, concentrando a maior parte da emiss\u00e3o num s\u00f3 sentido. Se apontado diretamente para a Terra, o cone poderia criar uma esp\u00e9cie de ilus\u00e3o \u00f3tica, fazendo-o aparecer [falsamente] como se a ULX estivesse a exceder o limite de luminosidade.<\/p>\n\n\n\n

Mesmo que esse seja o caso para algumas ULXs, uma hip\u00f3tese alternativa apoiada pelo novo estudo sugere que fortes campos magn\u00e9ticos distorcem os \u00e1tomos aproximadamente esf\u00e9ricos em formas alongadas. Isto reduziria a capacidade dos fot\u00f5es em afastar \u00e1tomos, acabando por aumentar o brilho m\u00e1ximo poss\u00edvel de um objeto.<\/p>\n\n\n\n

“Estas observa\u00e7\u00f5es permitem-nos ver os efeitos destes campos magn\u00e9ticos incrivelmente fortes que nunca poder\u00edamos reproduzir na Terra com a tecnologia atual”, disse Matteo Bachetti, astrof\u00edsico do Observat\u00f3rio de Cagliari, It\u00e1lia, autor principal do estudo recente. “Esta \u00e9 a beleza da astronomia. Observando o c\u00e9u, expandimos a nossa capacidade de investigar como o Universo funciona. Por outro lado, n\u00e3o podemos realmente fazer experi\u00eancias para obter respostas r\u00e1pidas; temos de esperar que o Universo nos mostre os seus segredos”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ NASA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

M82 X-2:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Fontes ultraluminosas de raios-X (ULX, “ultraluminous X-ray sources”):<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Estrelas de neutr\u00f5es:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Universidade de Maryland<\/a><\/p>\n\n\n\n

Limite de Eddington:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

NuSTAR:<\/strong>
NASA<\/a>
Caltech<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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