O fundo dos raios X consiste em um grande número de objetos fracos. Crédito da imagem: NASA Clique para ampliar
Usando o mapa de raios-X mais sensível do Galaxy, obtido combinando 10 anos de dados do observatório orbital Rossi XTE, cientistas do Instituto de Astrofísica Max Planck descobriram a origem da emissão galáctica de fundo. Eles mostram que consiste na emissão de um milhão de binários anões brancos e centenas de milhões de estrelas normais com coronas ativas.
Quase 400 anos depois que Galileu determinou que a fina Via Láctea na verdade compreende uma infinidade de estrelas individuais, os cientistas que usam o Rossi Rossing Timing Explorer da NASA fizeram o mesmo com a Via Láctea.
A origem do chamado fundo de raios-X galáctico tem sido um mistério de longa data. Os cientistas agora dizem que esse cobertor de luz de raios-X não é difuso, como muitos pensam, mas emana de incontáveis centenas de milhões de fontes individuais dominadas por um tipo de estrela morta chamada anã branca.
Se confirmada, essa nova descoberta teria um impacto profundo em nossa compreensão da história de nossa galáxia, desde as taxas de formação de estrelas e supernovas até a evolução estelar. Os resultados resolvem grandes problemas teóricos, mas apontam para uma surpreendente subcontaão de objetos estelares.
Cientistas do Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA) em Garching, Alemanha, e do Instituto de Pesquisa Espacial da Academia Russa de Ciências em Moscou discutem esses resultados em dois artigos publicados em Astronomia e Astrofísica.
"De um avião, você pode ver um brilho difuso de uma cidade à noite", disse Mikhail Revnivtsev, da MPA, principal autor de um dos jornais. “Dizer que uma cidade produz luz não é suficiente. Somente quando você se aproxima, você vê fontes individuais que compõem esse brilho - as luzes da casa, as lâmpadas de rua e os faróis de automóveis. A esse respeito, identificamos as fontes individuais de luz de raios-X local. O que descobrimos surpreenderá muitos cientistas. ”
Os raios X são uma forma de luz de alta energia, invisível aos nossos olhos e muito mais energética que a luz óptica e ultravioleta. Nossos olhos vêem estrelas individuais borrifadas em um céu em grande parte escuro. Nas larguras de banda de raios X, o céu nunca fica escuro; há um brilho penetrante e constante.
Observações anteriores não conseguiram revelar fontes suficientes de raios-X para explicar a "Via Láctea de raios-X". Isso levou a problemas teóricos. Se o brilho dos raios X fosse de gás quente e difuso, acabaria "subindo" e escapando dos limites da galáxia. Além disso, todo esse gás quente precisaria ter vindo de milhões de explosões estelares chamadas supernovas, o que implicaria que as estimativas de formação e morte estelar estavam muito distantes.
"Os telescópios de raios-X podem resolver a emissão em fontes discretas, mas podem representar apenas 30% da emissão", disse Jean Swank, cientista do projeto do Rossi Explorer no Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, EUA. "Muitos pensaram que a parte do leão era realmente difusa, por exemplo, do gás quente entre as estrelas. Agora parece que tudo pode ser explicado por uma combinação de dois tipos de estrelas. ”
O novo estudo é baseado em quase 10 anos de dados coletados pelo Rossi Explorer e constitui o mapa mais completo da galáxia em largura de banda de raios-X. A equipe científica concluiu que a galáxia da Via Láctea está realmente repleta de estrelas de raios-X, a maioria delas não muito brilhante, e que os cientistas ao longo dos anos subestimaram seus números em talvez cem vezes.
Surpreendentemente, os suspeitos comuns de emissão de raios-X - buracos negros e estrelas de nêutrons - não estão implicados aqui. Em energias mais altas dos raios X, o brilho dos raios X surge quase inteiramente de fontes chamadas variáveis cataclísmicas.
Uma variável cataclísmica é um sistema estelar binário que contém uma estrela relativamente normal e uma anã branca, que é uma brasa estelar de uma estrela como o nosso sol que ficou sem combustível. Por si só, uma anã branca é fraca. Em um binário, ele pode retirar a matéria de sua estrela companheira para se aquecer em um processo chamado de acréscimo. O gás acumulado é muito quente, uma fonte considerável de raios-X.
Em energias de raios X um pouco mais baixas, o brilho é uma mistura de cerca de um terço das variáveis cataclísmicas e dois terços das coronas estelares ativas. A maior parte da atividade estelar da coroa também ocorre em binários, onde um companheiro próximo efetivamente agita as partes externas da estrela. Isso energiza o analógico estelar para produzir explosões solares, que emitem raios-X. A equipe de cientistas diz que existem mais de um milhão de variáveis cataclísmicas em nossa galáxia e perto de um bilhão de estrelas ativas. Ambos esses números refletem uma importante subconta nas estimativas anteriores.
"Como um raio-x médico, o gráfico do fundo de raios-X galáctico revela detalhes da estrutura da Via Láctea", disse Revnivtsev. “Podemos ver toda a galáxia e contar fontes de raios-X. Isso é muito importante para os astrônomos que calculam a vida das estrelas. ”
O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA gerencia o Rossi Explorer, lançado em dezembro de 1995.
Fonte original: Max Planck Society
