Visão de campo inteiro por raios X do aglomerado de estrelas globulares 47 Tucanae. Crédito de imagem: NASA / CXC / Northwestern U./C. Heinke et al. Clique para ampliar
Novas observações do Chandra fornecem as melhores informações ainda sobre o motivo pelo qual essas estrelas de nêutrons, chamadas pulsares de milissegundos, estão girando tão rápido. A chave, como no setor imobiliário, é localização, localização, localização - nesse caso, os confinados lotados do aglomerado de estrelas globulares 47 Tucanae, onde as estrelas têm menos de um décimo de um ano-luz de distância. Quase duas dúzias de pulsares de milissegundos estão localizados lá. Essa grande amostra é uma pechincha para os astrônomos que procuram testar teorias quanto à origem dos pulsares de milissegundos e aumenta as chances de encontrar um objeto de transição crítico, como 47 Tuc W.
47 Tuc W se destaca da multidão porque produz mais raios X de alta energia do que os outros. Essa anomalia aponta para uma origem diferente dos raios X, ou seja, uma onda de choque devido a uma colisão entre a matéria que flui de uma estrela companheira e as partículas que correm para longe do pulsar próximo à velocidade da luz. Variações regulares da luz óptica e de raios-X correspondentes ao período orbital das estrelas apóiam essa interpretação.
Uma equipe de astrônomos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, MA, apontou que a assinatura de raios-X e a variabilidade da luz de 47 Tuc W são quase idênticas às observadas em uma fonte binária de raios-X conhecida como J1808. Eles sugerem que essas semelhanças entre um pulsar conhecido de milissegundos e um binário conhecido de raios-X fornecem o elo mais procurado entre esses tipos de objetos.
Em teoria, o primeiro passo em direção à produção de um pulsar de milissegundos é a formação de uma estrela de nêutrons quando uma estrela massiva se torna supernova. Se a estrela de nêutrons estiver em um aglomerado globular, ela executará uma dança irregular ao redor do centro do aglomerado, pegando uma estrela companheira que depois poderá ser trocada por outra.
Como em uma pista de dança lotada, o congestionamento em um aglomerado globular pode fazer com que a estrela de nêutrons se aproxime de seu companheiro ou troque de parceiro para formar um par ainda mais apertado. Quando o emparelhamento se aproxima o suficiente, a estrela de nêutrons começa a afastar a matéria de seu parceiro. Quando a matéria cai sobre a estrela de nêutrons, ela emite raios-X. Um sistema binário de raios-X foi formado e a estrela de nêutrons deu o segundo passo crucial para se tornar um pulsar de milissegundos.
A matéria que cai sobre a estrela de nêutrons gira lentamente, da mesma maneira que o carrossel de uma criança pode ser girado empurrando-o toda vez que ele aparece. Após 10 a 100 milhões de anos, a estrela de nêutrons gira uma vez a cada poucos milissegundos. Finalmente, devido à rotação rápida da estrela de nêutrons, ou à evolução da companheira, o infall da matéria pára, a emissão de raios-X diminui e a estrela de nêutrons surge como um pulsar milissegundo emitindo rádio.
É provável que a estrela companheira em 47 Tuc W - uma estrela normal com massa maior que cerca de um oitavo da do Sol - seja um novo parceiro, e não o companheiro que gerou o pulsar. O novo parceiro, adquirido recentemente em uma troca que expulsou o companheiro anterior, está tentando despejar o pulsar já acionado, criando a onda de choque observada. Por outro lado, o binário de raios-X J1808 não está em um aglomerado globular e provavelmente está se dando bem com seu companheiro original, que foi esgotado para um tamanho de anã marrom com uma massa inferior a 5% da do Sol.
A maioria dos astrônomos aceita o cenário de spin-up binário para criar pulsares de milissegundos porque eles observaram estrelas de nêutrons acelerando em sistemas binários de raios-X, e quase todos os pulsares de rádio milissegundos são observados em sistemas binários. Até agora, falta uma prova definitiva, porque muito pouco se sabe sobre objetos de transição entre a segunda e a última etapa.
É por isso que 47 Tuc W é quente. Ele liga um pulsar de milissegundos com muitas das propriedades de um binário de raios-X ao J1808, um binário de raios-X que se comporta de várias maneiras como um pulsar de milissegundos, fornecendo uma forte cadeia de evidências para apoiar a teoria.
Fonte original: Chandra X-ray Observatory </ a
