Os astrónomos que utilizavam o observatório de raios X da ESA, XMM-Newton, detectaram um pequeno e brilhante ponto quente? na superfície da estrela de nêutrons chamada Geminga, a 500 anos-luz de distância. O hot spot é do tamanho de um campo de futebol e é causado pelo mesmo mecanismo que produz as caudas de raios X de Geminga. Essa descoberta identifica o elo que faltava entre a emissão de raios X e raios gama de Geminga.
Estrelas de nêutrons são o menor tipo de estrela conhecido. Eles são os restos superdensos de estrelas massivas que morreram em explosões cataclísmicas chamadas supernovas. Eles foram lançados pelo espaço como balas de canhão e giraram a um ritmo furioso, com campos magnéticos centenas de bilhões de vezes mais fortes que os da Terra.
No caso de Geminga, essa bala de canhão contém uma vez e meia a massa do Sol, espremida em uma esfera de apenas 20 quilômetros de diâmetro e girando quatro vezes a cada segundo.
Uma nuvem agitada com partículas eletricamente carregadas circunda Geminga. Essas partículas são pastoreadas por seus campos magnéticos e elétricos. O observatório XMM-Newton da ESA já havia descoberto que algumas dessas partículas são ejetadas para o espaço, formando caudas que fluem atrás da estrela de nêutrons à medida que ela se aproxima.
Os cientistas não sabiam se as caudas de Geminga são formadas por elétrons ou por suas partículas gêmeas com uma carga elétrica oposta, chamada positrons. No entanto, eles esperavam que, se, por exemplo, elétrons fossem lançados no espaço, os pósitrons deveriam ser canalizados para a própria estrela de nêutrons, como em um "objetivo próprio". Onde essas partículas atingem a superfície da estrela, elas devem criar um ponto quente, uma região consideravelmente mais quente que o ambiente.
Uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Patrizia Caraveo, IASF-CNR, Itália, informou agora a detecção de um ponto tão quente em Geminga usando o observatório XMM-Newton da ESA.
Com uma temperatura de cerca de dois milhões de graus, esse ponto quente é consideravelmente mais quente que o meio milhão de graus da superfície circundante. De acordo com este novo trabalho, o hot spot de Geminga fica a apenas 60 metros de raio.
"Este hot spot é do tamanho de um campo de futebol", disse Caraveo, "e é o menor objeto já detectado fora do nosso Sistema Solar". Atualmente, detalhes desse tamanho podem ser medidos apenas na Lua e em Marte e, mesmo assim, apenas em uma espaçonave em órbita ao redor deles.
A presença de um hot spot era suspeita no final dos anos 90, mas só agora podemos vê-lo "ao vivo", emitindo raios-X enquanto Geminga gira, graças à sensibilidade superior do observatório de raios-X da ESA, XMM-Newton.
A equipe usou as câmeras fotográficas de imagem fotográfica européia (EPIC) para conduzir um estudo de Geminga, com duração de 28 horas consecutivas e registrando o tempo de chegada e a energia de cada fóton de raios X que Geminga emitiu ao alcance de XMM-Newton.
“No total, isso representou 76 850 contagens de raios-X? o dobro do que foi coletado por todas as observações anteriores de Geminga, desde a época do Império Romano ”, disse Caraveo.
Conhecer a taxa de rotação de Geminga e o tempo de chegada de cada fóton significava que os astrônomos podiam identificar quais fótons estavam vindo de cada região da estrela de nêutrons à medida que ela gira.
Quando eles compararam fótons provenientes de diferentes regiões da estrela, descobriram que a? Cor? dos raios X, que corresponde à sua energia, mudou à medida que Geminga girava. Em particular, eles puderam ver claramente uma mudança de cor distinta quando o ponto quente apareceu e desapareceu atrás da estrela.
Esta pesquisa fecha a lacuna entre a emissão de raios X e raios gama de estrelas de nêutrons. XMM-Newton mostrou que ambos podem se originar através do mesmo mecanismo físico, a saber, a aceleração de partículas carregadas na magnetosfera dessas estrelas degeneradas.
"A observação Geminga de XMM-Newton tem sido particularmente proveitosa", disse Norbert Schartel, cientista de projetos da ESA para XMM-Newton. "No ano passado, ele rendeu a descoberta das caudas-fonte e agora encontrou seu ponto quente rotativo".
Caraveo já está aplicando essa nova técnica a outras estrelas pulsantes de nêutrons observadas por XMM-Newton em busca de pontos quentes. Esta pesquisa representa uma nova ferramenta importante para a compreensão da física das estrelas de nêutrons.
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
