Um pulsar de rotação rápida que se alimenta avidamente de uma estrela companheira próxima foi encontrado a 3.000 anos-luz da Terra em um tipo raro de sistema canibal conhecido como binário da viúva-negra.
Cerca de duas dúzias de binários de viúva negra são atualmente conhecidos no via Láctea galexia. Normalmente apresentam um pulsar, que é o remanescente de estrela de nêutrons giratória de uma estrela massiva que explodiu em uma supernova, roubando matéria de uma estrela companheira. À medida que a matéria em queda se acumula na superfície do pulsar, uma torrente de raios X e raios gama é liberada, o que erode ainda mais e destrói o companheiro.
O recém-descoberto binário da viúva-negra, designado ZTF J1406+1222 (os números referem-se às suas coordenadas no céu), é o mais compacto binário de viúva negra conhecido, com o pulsar e o companheiro travados em uma dança orbital com um período de apenas 62 minutos. Há também uma terceira estrela no sistema em uma órbita muito ampla de 10.000 anos.
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Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, liderados por Kevin Burdge, encontraram ZTF J1406+1222 em dados coletados pelo Instalação Transitória de Zwicky no Observatório Palomar, na Califórnia. À medida que a matéria acumulada cai no pulsar, o momento angular extra que ele fornece age para girar o pulsar em tal grau que ele começa a girar centenas de vezes por segundo. Esses pulsares de rotação rápida são chamados de pulsares de milissegundos.
À medida que o pulsar gira, ele libera quantidades crescentes de radiação que aquecem o lado voltado para o pulsar da estrela companheira. A equipe de Burdge raciocinou que isso criaria uma diferença substancial no brilho entre os dois hemisférios da companheira e que, à medida que a estrela companheira e o pulsar orbitam um ao outro, veríamos a estrela periodicamente clarear e escurecer ao ver primeiro seu lado mais brilhante voltado para o pulsar e então seu lado mais frio.
“Eu pensei que, em vez de procurar diretamente pelo pulsar, tente procurar a estrela que está cozinhando”, disse Burdge em um comunicado à imprensa.
Para verificar se isso funcionaria, a equipe de Burdge primeiro usou esse método para identificar alguns dos binários de viúva-negra conhecidos anteriormente. Então, depois de vasculhar os dados coletados pela Zwicky Transient Facility, eles identificaram um novo objeto variando em brilho por um fator de 13 a cada hora e que não parecia relacionado a nenhum tipo conhecido de estrela variável. Este foi ZTF J1406 + 1222, e um estudo mais aprofundado de dados de arquivo da Agência Espacial Europeia Gaia missão astrométrica revelou a presença da terceira estrela em uma órbita ampla.
No entanto, ZTF J1406 + 1222 não parece ser um binário típico de viúva-negra, já que nenhum raio-X ou raios gama foram detectados vindos dele. A detecção desta radiação é necessária para confirmar a existência de um pulsar que agrega matéria. Consequentemente, o sistema é considerado apenas um candidato por enquanto.
“Tudo parece apontar para que seja um binário de viúva negra”, disse Burdge. “Mas há algumas coisas estranhas sobre isso, então é possível que seja algo totalmente novo.”
Os astrônomos acreditam que a maioria dos binários da viúva-negra se forma dentro aglomerados globulares. Se tais aglomerados vaguearem muito perto do centro da nossa Via Láctea, as marés gravitacionais do buraco negro supermassivo lá pode separar os aglomerados e dispersar suas estrelas por toda a galáxia.
“É um cenário de parto complicado”, disse Burdge. “Este sistema provavelmente está flutuando ao redor da Via Láctea por mais tempo do que o sol esteve por aí.”
A descoberta é relatada em um papel in Nature que foi publicado online hoje (4 de maio).
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