Objeto brilha mais que o permitido pela física e espanta astrônomos
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
Um objeto com o brilho de 10 milhões de sóis chocou os astrônomos por violar uma das regras da física: o limite de Eddington, que dita quão luminoso pode ser um corpo celeste. Agora, um novo estudo propõe que os átomos da matéria ao redor do objeto estão sendo “esticados” por um poderoso campo magnético.
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Desde a confirmação de que o objeto M82 X-2 — uma fonte de raios X ultra luminosa (ULX, na sigla em inglês) formada por uma estrela de nêutrons e o material ao seu redor — viola o limite de Eddington, os cientistas tentam explicar como isso pode acontecer.
Um estudo anterior propôs que a emissão do brilho, na verdade, tem o formato de um cone apontado para nós; isso daria a impressão de que a luminosidade seria maior do que é de fato. Contudo, uma pesquisa recente publicada no The Astrophysical Journal refutou essa hipótese.
Segundo os autores, o objeto está realmente quebrando as regras da física, ao contrário do que a pesquisa anterior sugere. Isso ocorre, diz o novo estudo, por causa dos campos magnéticos da estrela de nêutrons, que são bilhões de vezes mais fortes do que qualquer ímã que possa ser produzido na Terra.
O que é o limite de Eddington?
Para entender melhor esse debate, é preciso compreender o papel dos fótons no limite máximo de brilho em um objeto. Em um objeto como o M82 X-2, os fótons são emitidos por algo ao redor da estrela de nêutrons: o material roubado de uma estrela próxima.
À medida que essa matéria se aproxima da estrela de nêutrons, sua velocidade aumenta gradualmente até que aqueça o suficiente para emitir um brilho intenso. Porém, quando os fótons dessa luz encontram a estrela de nêutrons, eles exercem um pequeno empurrãozinho no objeto.
Esse empurrão ocorre sempre que fótons encontram um objeto pelo caminho, e na maioria das vezes isso é imperceptível. Imagine, entretanto, o que poderia acontecer se houver muitos fótons! Se um objeto cósmico emitir luz suficiente por metro quadrado, o empurrão será muito mais forte.
Nos ULXs, existem fótons o suficiente para esse empurrão superar a atração da gravidade da estrela de nêutrons. Em outras palavras, se uma enxurrada de fótons emitidos pela nuvem de matéria for puxada por um corpo massivo, eles empurrarão ambos os objetos. Ou melhor, exercerão força contrária de ambos os lados, como uma mola entre um objeto pesado e o chão.
Uma vez que a matéria roubada está no lado externo da nuvem, e a estrela de nêutrons está no centro desse sistema, é o material que se afastará. Assim, a gravidade exercida pela estrela será superada pelo empurrão dos fótons — e é nesse momento que os astrônomos dizem que o objeto atingiu o limite de Eddington.
Violando o limite de Eddington
No caso do M82 X-2, as coisas não acontecem como deveriam, pois o brilho detectado é muito maior do que o limite para a densidade da matéria envolvida. A estrela de nêutrons está roubando cerca de 1,5 vez a massa da Terra por ano e, com essa informação em mãos, os cientistas podem estimar o quão brilhante o objeto deveria ser.
Mas como isso acontece? Segundo o estudo recente, é porque os campos magnéticos da estrela de nêutrons distorcem os átomos, que são mais ou menos esféricos, em formas alongadas e fibrosas. Isso reduziria a capacidade dos fótons de empurrar os átomos da matéria roubada para longe da estrela de nêutrons.
Como resultado, a matéria continua sendo puxada pela gravidade da estrela de nêutrons e mais fótons são emitidos, aumentando o brilho para além do limite teórico. Embora essa seja uma explicação elegante, não pode ser testada em laboratório, pois é impossível reproduzir os campos magnéticos de uma estrela de nêutrons.
Fonte: The Astrophysical Journal; Via: NASA