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Imagem composta de raios X do Chandra, da NASA, e óptica do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) da galáxia NGC 4559, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra. Os dados do Chandra mostram fontes pontuais de raios X representadas em roxo, e os dados do SDSS mostram a galáxia e objetos em primeiro plano e ao fundo em vermelho e azul. A variável azul luminosa e impostora de supernova AT 2016blu está no meio do pequeno quadrado.
Usando o Observatório de Raios X Chandra, da NASA, astrônomos descobriram o que está desencadeando erupções repetidas de uma estrela gigante e instável.
Um novo estudo, publicado na segunda-feira na edição mais recente da The Astrophysical Journal, detalha a descoberta de um objeto companheiro, antes oculto, que continua a arrancar material da estrela massiva a cada 113 dias enquanto os dois orbitam um ao outro. Esse parceiro é um buraco negro de massa estelar ou o núcleo denso e colapsado de uma estrela massiva, chamado estrela de nêutrons.
Esta é a primeira detecção em raios X de uma estrela dessa classe de estrelas em erupção. É também o primeiro desses objetos encontrado com um buraco negro ou uma estrela de nêutrons como companheiro.
A estrela instável, conhecida como AT 2016blu, está na galáxia espiral NGC 4559, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra. Os astrônomos estimam que a massa dessa estrela seja de pelo menos 33 vezes a do Sol.
“Durante 15 anos, os astrônomos observaram essa estrela ficar muito brilhante e depois escurecer novamente de forma regular”, disse Mojgan Aghakhanloo, da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, que liderou o estudo. “Até conseguirmos dados do Chandra no momento certo, não conseguíamos descobrir o que causava isso.”
A estrela AT 2016blu é um tipo de variável azul luminosa, estrelas quentes e massivas caracterizadas por mudanças de brilho. Eta Carinae, por exemplo, é uma variável azul luminosa particularmente conhecida.) AT 2016blu é um tipo especial de variável azul luminosa que passa por aumentos de brilho rápidos e repetidos. Os picos de brilho são tão extremos que lembram explosões de supernova, nas quais uma estrela massiva colapsa sobre si mesma e o material é então lançado para o espaço. No entanto, diferentemente de uma explosão de supernova, a estrela não é destruída, por isso AT 2016blu também é chamada de “impostora de supernova”.
Entre 2012 e 2026, os astrônomos detectaram pelo menos 27 surtos de luz óptica, ou luz em comprimentos de onda visíveis aos nossos olhos, de AT 2016blu, aproximadamente a cada 113 dias.
“O comportamento dessa estrela era confuso no início, porque ela continuava agindo como uma supernova, mas claramente não é, pois sobrevive a essas erupções cerca de três vezes por ano”, disse a coautora Núria Torres-Albà, também da Universidade da Virgínia. “Para entender a causa dessas erupções, percebemos que precisávamos de dados de raios X, programados para observar a estrela quando ela estivesse em erupção.”
A equipe usou o Chandra porque ele é o único telescópio de raios X com visão nítida o suficiente para distinguir AT 2016blu de outra fonte brilhante de raios X próxima.
“Suspeitávamos que os brilhantes clarões repetidos em comprimentos de onda ópticos pudessem, na verdade, ser alimentados por explosões periódicas de raios X de alta energia”, disse o coautor Nathan Smith, da Universidade do Arizona, em Tucson. “O gás denso que cerca o sistema é aquecido pelos raios X e então brilha no óptico. Por isso, precisávamos planejar cuidadosamente as observações de raios X do Chandra para que fossem simultâneas a uma erupção óptica.”
Os dados do Chandra de março de 2026 revelaram que AT 2016blu estava pelo menos 100 vezes mais brilhante em raios X do que nos dados do Chandra de 2001 a 2002, antes do início das erupções. A melhor explicação para isso é que o material da estrela está caindo sobre uma estrela de nêutrons ou um buraco negro durante a maior aproximação em sua órbita oval um em torno do outro. Quando eles se aproximam, o material ejetado pela estrela é capturado pelo buraco negro ou pela estrela de nêutrons. O material orbita em velocidades muito altas, próximas à da luz, e fica tão quente que brilha intensamente em raios X.
AT 2016blu é brilhante o bastante em raios X para ser classificada como candidata a fonte de raios X ultraluminosa. Essas são fontes de raios X raras e brilhantes, encontradas com telescópios como o Chandra, que os astrônomos ainda não compreendem totalmente. A hipótese atual dos cientistas é que algumas delas contenham estrelas de nêutrons e outras tenham buracos negros.
Essas novas observações sugerem que pode haver uma ligação entre as fontes de raios X ultraluminosas e o tipo de erupções estelares violentas observadas em AT 2016blu, especialmente porque muitas fontes de raios X ultraluminosas passam por grandes variações no brilho em raios X.
A descoberta desse sistema também pode ajudar nos estudos de estrelas que mudam de brilho antes de sofrerem explosões de supernova. Os astrônomos suspeitam que grande parte desse comportamento possa ser causada por sistemas que contêm uma estrela massiva orbitando um objeto compacto ou outra estrela massiva.
Para coletar os dados ópticos, a equipe usou o Katzman Automatic Imaging Telescope, o Las Cumbres Observatory Global Supernova Project e observações da American Association of Variable Star Observers, incluindo as de mais de 30 astrônomos amadores, para monitorar o brilho da estrela.
Quando essas observações mostraram que a estrela estava em erupção no início de 2026, as observações do Chandra foram acionadas e obtidas em março de 2026, como parte de seu programa de “Alvo de Oportunidade”, criado para levar em conta eventos especiais.
O Centro de Voo Espacial Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas, a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo, a partir de Burlington, Massachusetts.
Para saber mais sobre o Chandra, visite:
Descrição visual
Este comunicado traz uma imagem composta de uma galáxia espiral com uma estrela gigante e instável em sua borda externa. Usando o Chandra, astrônomos descobriram o companheiro, antes oculto, da estrela, que desencadeia erupções luminosas a cada 113 dias.
A galáxia espiral é a NGC 4559. Mostrada em ângulo acentuado na imagem composta, sua face plana, rosa e azul-leitosa, inclina-se para o canto superior esquerdo. Perto da borda externa da espiral densa, próximo ao centro do quadro, há um pequeno grupo de pontos rosa e azuis. Esse grupo está contornado por um quadrado branco, ampliado e anotado nas imagens de apoio.
O menor ponto rosa dentro do quadrado é AT 2016blu, uma estrela massiva com cerca de 33 vezes o tamanho do nosso Sol. Por mais de 15 anos, astrônomos observaram essa estrela ficar brilhante e depois escurecer novamente em luz óptica de forma regular. As observações de raios X do Chandra sugerem que um objeto companheiro oculto, seja um buraco negro de massa estelar ou uma estrela de nêutrons, está puxando material de AT 2016blu a cada 113 dias enquanto os dois orbitam um ao outro. Esse material capturado fica tão quente que brilha intensamente em raios X.
Os outros pontinhos rosa e azuis dentro do quadrado branco e da ampliação são estrelas ou aglomerados estelares não resolvidos, distantes demais para estarem relacionados ao movimento de material entre AT 2016blu e seu vizinho oculto, mas influente.
Fonte original: science.nasa.gov
