O Observatório Chandra de Raios-X, da NASA, e o SMA (Submillimeter Array) do Smithsonian obtiveram uma nova imagem do ciclo de vida estelar. Uma nuvem que está a dar à luz estrelas foi observada através do reflexo de raios-X de Cygnus X-3 – uma fonte de raios-X produzida por um sistema binário em que uma estrela massiva está lentamente a ser devorada pelo seu companheiro, um buraco negro ou estrela de neutrões. Esta descoberta representa um novo método de estudar a formação das estrelas.

Cygnus X-3 e o seu Pequeno Amigo
Cygnus X-3 é um binário de raios-X onde uma fonte compacta está a arrancar matéria de uma estrela companheira muito grande. A visão de raios-X de alta resolução do Chandra revelou uma nuvem de gás e poeira separada por uma distância muito curta de Cygnus X-3. Esta nuvem de gás, a que se deu o nome de “Pequeno Amigo”, é um glóbulo de Bok, o primeiro a ser revelado em raios-X e o mais distante já descoberto. Os astrónomos detetaram jatos produzidos pelo “Pequeno Amigo” que indicam que se está a formar uma estrela lá dentro. Créditos: X-ray: NASA/CXC/SAO/M.McCollough et al, Radio: ASIAA/SAO/SMA.

 

Em 2003, os astrónomos usaram a visão de raios-X de alta resolução do Chandra para encontrar uma misteriosa fonte de emissão de raios-X muito próxima de Cygnus X-3. A separação destas duas fontes no céu é equivalente ao diâmetro de uma pequena moeda a uma distância de 253 metros. Em 2013, os astrónomos anunciaram que a nova fonte era uma nuvem de gás e poeira.

Em termos astronómicos, esta nuvem é bastante pequena – cerca de 0,7 anos-luz de diâmetro. Os astrónomos perceberam que a nuvem agia como um espelho, refletindo alguns dos raios-X gerados por Cygnus X-3 em direção à Terra.

“Chamámos a este objeto ‘Pequeno Amigo’ porque é uma fonte fraca de raios-X ao lado de outra muito brilhante que mostrou variações de raios-X semelhantes,” disse Michael McCollough, do CfA (Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica), em Cambridge, Massachusetts, que liderou o mais recente estudo deste sistema.

As observações do Chandra relatadas em 2013 sugeriram que o Pequeno Amigo tinha uma massa entre 2 e 24 vezes a do Sol. Isto sugeria que a nuvem fosse um “glóbulo de Bok”, uma pequena nuvem densa onde podem nascer estrelas. No entanto, eram necessárias mais provas.

Cygnus X-3, o Pequeno Amigo e os jatos detetados.
Na imagem, Cygnus X-3 é a fonte branca e brilhante à direita. O Pequeno Amigo é a fonte branca mais pequena, para cima e à esquerda. Os jatos produzidos pelo Pequeno Amigo surgem em azul e magenta. Créditos: X-ray: NASA/CXC/SAO/M.McCollough et al, Radio: ASIAA/SAO/SMA.

Para determinar a natureza do Pequeno Amigo, os astrónomos usaram o SMA, um sistema de oito antenas parabólicas de rádio em Mauna Kea, no Havai. O SMA encontrou moléculas de monóxido de carbono, um sinal importante de que o Pequeno Amigo é realmente um glóbulo de Bok. Além disso, os dados do SMA revelam a presença de um jato ou fluxo de saída no seu interior, sinal de que uma estrela começou a formar-se lá dentro.

“Normalmente, os astrónomos estudam os glóbulos de Bok observando a luz visível que eles bloqueiam ou a emissão de rádio que produzem,” disse a coautora Lia Corrales, do MIT (Massachusetts Institute of Technology). “Podemos agora estudar este casulo interestelar de uma nova forma, usando raios-X – é a primeira vez que somos capazes de o fazer para um glóbulo de Bok.”

A uma distância estimada de quase 20 mil anos-luz da Terra, o Pequeno Amigo é também o mais distante glóbulo de Bok observado.

As propriedades de Cygnus X-3 e a sua proximidade ao Pequeno Amigo dão também a oportunidade de medir a sua distância com precisão – algo que com frequência é muito difícil de fazer em astronomia. Desde o início dos anos 70, os astrónomos têm observado uma variação regular de 4,8 horas nos raios-X de Cygnus X-3. O Pequeno Amigo, agindo como um espelho de raios-X, mostra a mesma variação, mas ligeiramente atrasada, porque o caminho que seguem os raios-X refletidos é mais longo que o da linha reta de Cygnus X-3 à Terra.

Medindo o atraso na variação periódica entre Cygnus X-3 e o Pequeno Amigo, os astrónomos puderam calcular a distância de Cygnus X-3 à Terra: cerca de 24 mil anos-luz.

Como Cygnus X-3 contém uma estrela massiva, de vida breve, os cientistas calculam que tenha tido origem numa região da Galáxia onde as estrelas ainda se estão a formar. Estas regiões apenas se encontram nos braços espirais da Via Láctea. No entanto, Cygnus X-3 está localizado fora de qualquer desses braços.

“De certa forma, é uma surpresa termos encontrado Cygnus X-3 nesta localização”, disse o coautor Michael Dunham, do CfA e da Universidade Estadual de Nova York, em Fredonia. “Algo de invulgar terá acontecido durante os seus primeiros anos para que tivesse chegado à sua posição atual.”

Os investigadores sugerem que a explosão de supernova que formou o buraco negro ou estrela de neutrões de Cygnus X-3 lançou o sistema binário para longe do seu local de nascimento. Supondo que Cygnus X-3 e o Pequeno Amigo se formaram próximos, os investigadores estimam que Cygnus X-3 terá sido lançado a velocidades entre os 644 mil e os 3,2 milhões quilómetros por hora.

O artigo que descreve estes resultados surge numa edição recente do The Astrophysical Journal Letters e está disponível online.

Fonte da notícia: NASA

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