Um novo estudo revelou detalhes fascinantes sobre um sistema binário que contém uma estrela massiva e um objeto que, com grande probabilidade, é um buraco negro. Esse sistema se destaca por ser uma poderosa fonte de raios X, servindo como um exemplo em menor escala de alguns dos quasares mais brilhantes do universo. A pesquisa, realizada por uma equipe internacional e publicada na revista Nature Astronomy, utilizou a sonda espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) da NASA para obter essas novas informações.
Localizado a aproximadamente 24.000 anos-luz de distância na nossa galáxia, a Via Láctea, este sistema binário de raios X mostrou características intrigantes. As observações indicam que a emissão intensa de raios X é amplificada por uma estrutura em forma de funil que circunda o possível buraco negro. Este funil age como um amplificador natural, direcionando e intensificando a radiação emitida pelo sistema.
Os quasares, uma abreviação de “fonte de rádio quase estelar” em inglês, são alguns dos objetos mais luminosos e energéticos do universo, também possuem mecanismos semelhantes de emissão de raios X. No entanto, os quasares estão localizados em distâncias cosmológicas, bilhões de anos-luz de nós, e suas propriedades são observadas em escalas muito maiores.
O uso da sonda IXPE foi crucial para essa descoberta, pois a tecnologia avançada de polarimetria de raios X permite observar a direção e a intensidade da radiação emitida. Esses dados são essenciais para entender a geometria e a física do ambiente ao redor do buraco negro. Através dessas observações, os cientistas podem inferir a presença de campos magnéticos e outras propriedades fundamentais que influenciam a emissão de raios X.
O impressionante sistema Cygnus X-3
O sistema Cygnus X-3, descoberto no início dos anos 1970, apresenta características impressionantes que intrigaram os astrônomos desde o seu avistamento inicial. Os radiotelescópios da época detectaram jatos poderosos emitidos pelo sistema, movendo-se quase à velocidade da luz.
Esses jatos de rádio aparecem em ciclos, irradiando por alguns dias antes de desaparecer e, em seguida, reaparecer em um processo contínuo. A origem desses jatos era um mistério e o sistema foi descrito como um verdadeiro “quebra-cabeça astronômico”. Um desafio adicional para os cientistas é que Cygnus X-3 não pode ser observado na luz visível devido à densa poeira no plano da nossa galáxia que bloqueia sua visão.
Desse modo, durante a década de 1970, radioastrônomos de observatórios ao redor do mundo se uniram em um esforço coordenado, utilizando até mesmo chamadas telefônicas para tentar capturar Cygnus X-3 em ação, seja no momento de ligar ou desligar seus jatos de rádio.
Ao longo dos anos, avanços em tecnologia permitiram observações adicionais em diferentes comprimentos de onda, incluindo rádio, infravermelho e raios X, o que ajudou os cientistas a desvendar mais sobre a natureza deste sistema fascinante.
Sistema de raios X no Cygnus X-3
Cygnus X-3 foi identificado como um sistema binário de raios X, onde ocorre a transferência de matéria entre uma estrela massiva e um objeto compacto que orbitam um centro de gravidade comum.
O objeto compacto pode ser uma estrela de nêutrons, mas é mais provável que seja um buraco negro com uma massa aproximadamente cinco vezes maior que a do nosso Sol. A estrela massiva do sistema é uma estrela Wolf-Rayet, uma fase rara e curta na vida das estrelas supergigantes, caracterizada por ventos estelares extremamente poderosos que expeliam grandes quantidades de matéria do envelope externo da estrela para o espaço.
É esse material expelido pelos ventos da estrela Wolf-Rayet que alimenta um disco de acreção ao redor do objeto compacto. Esse disco de acreção gira em espiral em direção ao buraco negro ou estrela de nêutrons, liberando enormes quantidades de energia na forma de radiação de raios X. Este processo de acreção é responsável pela intensa emissão de raios X observada no sistema.
