Esta estrela de nêutrons está se comportando como um buraco negro

Buracos negros e estrelas de nêutrons em sistemas binários podem ter muitas características em comum, conforme as descobertas de um estudo publicado na revista Nature. Principalmente se tiverem um disco de acreção instável e brilhante em raios-X, emitindo jatos de seus polos.

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As estrelas de nêutrons podem parecer objetos simples: são apenas o remanescente de estrelas massivas que explodiram em supernovas. No entanto, são quase tão misteriosas e complexas quanto os buracos negros, também fruto da explosão de estrelas, porém muito mais densos.

Entre os mistérios das estrelas de nêutrons está a composição de seu núcleo, embora os físicos acreditem que seja formado por uma “sopa” de quarks. Outro detalhe intrigante são as interações desses objetos com estrelas doadoras de matéria.

Sistemas binários com uma estrela de nêutrons contam com um companheiro, compartilhando a mesma órbita ao redor de um centro de massa em comum, a uma distância relativamente curta. Esse companheiro pode ser outra estrela de nêutrons, um buraco negro ou uma estrela ainda “viva”.

Nesse último caso, a estrela companheira (que pode ser uma gigante vermelha, por exemplo) terá parte de sua matéria sugada pela força gravitacional da estrela de nêutrons. Isso é exatamente o aconteceria se a companheira estivesse perto de um buraco negro, mas os cientistas não esperavam que esse processo fosse tão parecido em ambos os casos.

As semelhanças pode ser tão grandes que, quando os cientistas viram o objeto J1858.6-0814 pela primeira vez em 2018, presumiram se tratar de um buraco negro com uma estrela companheira. O problema é que ele emitiu uma série de explosões por todo o espectro eletromagnético, do rádio aos raios-x, exigindo uma observação mais atenta.

Finalmente, a equipe percebeu que se tratava de uma estrela de nêutrons com uma superfície sólida, na verdade. Ela tinha uma estrela companheira e formava um disco de acreção ao seu redor à medida que sugava matéria da pobre vizinha. Havia também instabilidade no disco de acreção e ejeções de material na forma de jatos.

Em 2020, a estrela de nêutrons emitiu raios-X tipo 1 e exibiu um “eclipse” — que é quando um dos membros do par binário eclipsa o outro. Nesse caso, a estrela de nêutrons e a companheira ficaram em um ângulo de visão quase lateral do nosso ponto de vista na Terra. Também ocorreram explosões termonucleares, explicadas somente se o material estivesse caindo na superfície de uma estrela de nêutrons, e não em um buraco negro.

Comparando essas descobertas com os dados do objeto GRS 1915+105 — um buraco negro em um sistema binário que os astrônomos usam para estudos de comparação —, a equipe notou que ambos os sistemas binários apresentavam um comportamento exótico no disco de acreção.

Isso significa que sistemas binários que contam com uma estrela de nêutrons são realmente parecidos com aqueles que possuem um buraco negro. Os processos em cada um dos casos são quase idênticos: à medida que o material na parte interna do disco é removido, eles se tornam instáveis até que mais material flua em alta velocidade para ocupar a lacuna.

Agora os cientistas cogitam que esse processo pode ser fundamental na física dos fenômenos turbulentos que acontecem perto de estrelas de nêutrons e de buracos negros. “Agora pretendemos estender esse tipo de estudo a outros sistemas muito luminosos para esclarecer os buracos negros e estrelas de nêutrons quando incorporam matéria em velocidades extremas”, disse Federico Vincentelli, principal autor do artigo.

Fonte: Nature; via: Universe Today