Luzes brilhantes nas cores verde e azul foram avistadas na Galáxia Fireworks (NGC 6946) pelo observatório espacial NuSTAR da Nasa. Na imagem, fontes extremamente brilhantes de raios X foram observadas. Tais fontes de luminosidade são raras, já que demandam processos com imensas quantidades de energia.
Um novo estudo, publicado no Astrophysical Journal, oferece algumas explicações possíveis para o surgimento das luzes no centro da galáxia, que apareceram e desapareceram em questão de semanas.
NuSTAR
O objetivo das observações da NuSTAR era estudar a supernova – a explosão de uma estrela que ocorre em seus estágios finais de evolução – que aparece como um ponto verde-azulado brilhante no canto superior direito da imagem. Essas supernovas podem brevemente produzir luz suficiente para ofuscar galáxias inteiras. Elas também geram muitos dos elementos químicos mais pesados que o ferro.
Foto: Supernova
A esfera verde próxima do fundo da galáxia não era visível durante a primeira observação da NuSTAR, mas estava brilhando forte no início de uma segunda observação, que ocorreu dez dias depois. O observatório de raios X Chandra, também da Nasa, mais tarde observou que a fonte – conhecida como fonte de raios X ultraluminosa, ou ULX – desapareceu tão rapidamente quanto surgiu.
O objeto foi nomeado ULX-4 porque é a quarta ULX identificada nesta galáxia. Nenhuma luz visível foi detectada com a fonte de raios X, o que exclui a ideia de ser uma supernova. “O período de dez dias é muito curto para que um objeto tão brilhante apareça”, disse Hannah Earnshaw, pesquisadora de pós-doutorado da Caltech em Pasadena, Califórnia, e principal autora do estudo. “Normalmente, com o NuSTAR, observamos mudanças mais graduais ao longo do tempo, e muitas vezes não observamos uma fonte em rápida sucessão. Nesse caso, tivemos sorte de perceber uma mudança de fonte com extrema rapidez, o que é muito emocionante.”
Possível buraco negro
Foto: Buraco Negro engolindo uma estrela
O estudo ainda explora a possibilidade de a luz vir de um buraco negro que consomiu outro objeto, como uma estrela. Se um objeto se aproximar demais de um buraco negro, a gravidade pode separá-lo, colocando os detritos em órbita ao redor do buraco negro. O material presente na borda interna desse disco de detritos recém-formado começa a se mover tão rápido que aquece até milhões de graus e irradia raios X.
A maioria dos ULXs geralmente tem vida longa porque são criados por um objeto denso, como um buraco negro, que “se alimenta” da estrela por um longo tempo. Fontes de raios X de vida curta ou “transitórias” como a ULX-4, são muito mais raras. Portanto, um único evento dramático – como um buraco negro destruindo rapidamente uma pequena estrela – pode explicar a observação.
Outras explicações para o fenômeno
No entanto, o ULX-4 pode não ser um evento pontual, e os autores do artigo exploraram outras explicações em potencial para esse objeto. Uma possibilidade: a fonte do ULX-4 poderia ser uma estrela de nêutrons.
Foto: Estrela de Nêutrons
Estrelas de nêutrons são objetos extremamente densos formados a partir da implosão de uma estrela que não possuía massa suficiente para formar um buraco negro. Com aproximadamente a mesma massa do nosso Sol (1,989 × 10^30 kg), mas compactada em um objeto do tamanho de uma cidade grande, as estrelas de nêutrons podem, assim como os buracos negros, atrair material e criar um disco de detritos que se move rapidamente. Isso também pode gerar fontes de raios X ultraluminosas de alimentação lenta, embora a luz seja produzida por processos ligeiramente diferentes dos ULXs criados por buracos negros.
Estrelas de nêutrons geram campos magnéticos tão fortes que podem criar “colunas” que canalizam o material para a superfície, gerando poderosos raios X no processo. Mas se a estrela de nêutrons gira especialmente rápido, esses campos magnéticos podem criar uma barreira, impossibilitando o material de alcançar a superfície da estrela. “Seria como tentar pular em um carrossel que gira a milhares de quilômetros por hora”, disse Earnshaw.
O efeito de barreira impediria que a estrela fosse uma fonte brilhante de raios X, exceto nos momentos em que a barreira magnética pudesse oscilar brevemente, permitindo que o material chegasse à superfície da estrela de nêutrons. Essa poderia ser outra explicação possível para o aparecimento e desaparecimento repentinos do ULX-4. Se a mesma fonte surgisse novamente, essa hipótese poderia ganhar força. “Esse resultado é um passo para entender alguns dos casos mais raros e extremos em que a matéria se acumula em buracos negros ou estrelas de nêutrons”, declarou Earnshaw.
Para você, qual foi a causa desse fenômeno?
Fonte: Nasa
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