Pela primeira vez, a velocidade do jato de uma estrela de nêutrons foi medida

Astrônomos fizeram recentemente progressos significativos na compreensão dos jatos produzidos por estrelas de nêutrons em acreção, abrindo caminho para novas descobertas sobre esses intrigantes fenômenos cósmicos.

Raios de luz projetados no espaço

Jatos são fluxos de matéria ou partículas energéticas que são emitidos por certos objetos celestes. Eles podem viajar grandes distâncias no espaço e atingir velocidades impressionantes.

Historicamente, eles têm sido extensivamente estudados em conexão com buracos negros, em particular os buracos negros supermassivos no centro das galáxias. Esses enormes jatos de matéria são frequentemente observados de regiões ao redor de buracos negros ativos, onde a matéria se acumula a uma alta taxa. Quando essa matéria é aquecida e acelerada por intensas forças gravitacionais perto do buraco negro, ela é ejetada como jatos com velocidades próximas à velocidade da luz.

Estrelas de nêutrons

No entanto, é menos conhecido que fenômenos semelhantes podem ocorrer ao redor de outros objetos celestes, como estrelas de nêutrons. As estrelas de nêutrons são extremamente densas e formadas a partir do núcleo quebrado de uma estrela massiva no final de sua vida. Sua forte gravidade pode levar à acreção de material da estrela companheira ou do disco de acreção circundante.

À medida que o material em acreção se aproxima de uma estrela de nêutrons, ele pode ser submetido a forças e condições semelhantes às observadas perto de buracos negros, mas em menor escala. Essa matéria pode ser aquecida a temperaturas extremas e submetida a intensas forças magnéticas, o que pode fazer com que jatos de matéria sejam ejetados a velocidades significativas.

Jatos emitidos por estrelas de nêutrons podem ser observados em vários comprimentos de onda, especialmente em raios X e comprimentos de onda de rádio. Eles são frequentemente associados a fenômenos como explosões de raios X e pulsares, onde a rápida rotação de uma estrela de nêutrons pode concentrar jatos em feixes estreitos que varrem o espaço como um farol cósmico.

Velocidade impressionante

Para entender melhor esses jatos, uma equipe de pesquisadores decidiu medir sua velocidade. Para isso, eles aplicaram um método inovador baseado na observação das rajadas de luz que ocorrem quando jatos são lançados ao espaço.

Para observar e medir essas explosões, os pesquisadores usaram vários telescópios operando em diferentes comprimentos de onda, o que significa que estão observando diferentes partes do espectro eletromagnético. Alguns telescópios podem observar em raios-X, enquanto outros, por exemplo, podem observar na faixa de ondas de rádio.

Ao combinar dados de diferentes telescópios, os pesquisadores conseguiram obter uma imagem completa e detalhada dos jatos emitidos pelas estrelas de nêutrons. Ao fazer observações simultâneas em diferentes comprimentos de onda, eles foram capazes de identificar o tempo de origem e movimento dos jatos pelo espaço.

A equipe calculou que o jato emitido pela estrela de nêutrons 4U 1728-34 atinge uma velocidade impressionante de 38% da velocidade da luz. Embora essa velocidade seja muito menor do que a velocidade dos jatos emitidos pelos buracos negros, que podem ultrapassar 99% da velocidade da luz, ela ainda é surpreendente.

Qual a sua origem?

Esse resultado abre as portas para novas questões sobre a natureza dos jatos emitidos pelas estrelas de nêutrons. Uma das questões mais importantes é o que os acelera a tais velocidades. Alguns cientistas suspeitam que os campos magnéticos ao redor da estrela são responsáveis, enquanto outros sugerem que a causa está na própria estrela.

Para responder a essa pergunta, os pesquisadores querem estender seu trabalho a mais estrelas de nêutrons. Eles esperam encontrar uma correlação entre a velocidade dos jatos e a rotação da estrela de nêutrons. Se tal correlação for encontrada, indicaria que a aceleração dos jatos se deve à própria estrela. Caso contrário, confirmará a hipótese do papel dominante dos campos magnéticos.

Os detalhes do estudo foram publicados na revista Nature.