NASA confirma estrela de nêutrons 100 vezes acima do limite de Eddington em galáxia M82

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Nasa Foto: Nasa - Alexander Ruszczynski/shutterstock.com

Astrônomos da NASA confirmaram, por meio do telescópio de raios X NuSTAR, que a estrela de nêutrons M82 X-2, localizada na galáxia Messier 82 a cerca de 12 milhões de anos-luz da Terra, emite energia 100 vezes superior ao limite de Eddington previsto pela física.

O objeto compacto apresenta brilho de aproximadamente 10 milhões de vezes o do Sol e supera o teto teórico que deveria impedir a acreção contínua de matéria.

Pesquisas recentes demonstram que campos magnéticos extremamente intensos e taxa elevada de transferência de massa explicam o fenômeno sem necessidade de truques ópticos ou buracos negros de massa intermediária.

A descoberta reforça que algumas fontes ultraluminosas de raios X são estrelas de nêutrons altamente magnetizadas.

Características do objeto M82 X-2

A estrela de nêutrons possui massa superior à solar concentrada em diâmetro de cerca de 20 quilômetros.

Sua gravidade superficial atinge 100 trilhões de vezes a da Terra.

O sistema binário inclui uma estrela companheira que perde material a taxa equivalente a 1,5 massa terrestre por ano.

Limite de Eddington violado

O limite de Eddington estabelece o equilíbrio entre pressão de radiação externa e força gravitacional interna.

Acima desse patamar, a radiação expulsaria o gás antes de alcançar a superfície.

Em M82 X-2, a luminosidade observada chega a 10³⁹ erg por segundo, valor 100 a 500 vezes maior que o esperado para estrela de nêutrons típica.

Estudos anteriores sugeriam buracos negros de massa intermediária como explicação.

NASA
NASA – Tada Images/Shutterstock.com

Papel dos campos magnéticos extremos

Campos magnéticos acima de 10¹³ gauss canalizam a matéria por funis estreitos ao longo das linhas de força.

Essa configuração reduz a dispersão de fótons e permite acreção contínua mesmo com alta luminosidade.

O comportamento aproxima o objeto da classe dos magnetares. Modelos teóricos indicam que o disco de acreção termina próximo ao raio onde forças magnéticas dominam.

Medições de órbita e transferência de massa

Dados coletados pelo NuSTAR durante oito anos revelam encurtamento gradual do período orbital.

A redução ocorre devido à transferência intensa de massa e momento angular.

A taxa medida supera em 150 vezes o limite de Eddington clássico para acreção. Essas observações eliminam hipóteses baseadas apenas em efeitos de feixe direcional.

Implicações para fontes ultraluminosas

M82 X-2 serve como laboratório natural para condições extremas inalcançáveis em terra.

  • Testa interação entre pressão de radiação, campos magnéticos e gravidade
  • Auxilia compreensão da evolução de sistemas binários compactos
  • Contribui para interpretação de ondas gravitacionais detectadas por LIGO e Virgo
  • Sugere que muitas fontes ULX abrigam estrelas de nêutrons magnetizadas em vez de buracos negros

Evolução futura do sistema

A órbita continuará encolhendo ao longo de milhões de anos.

A estrela doadora perderá massa progressivamente.

O par poderá formar configuração mais compacta no futuro. O processo altera a aparência atual de fonte ultraluminosa de raios X.

Contexto na galáxia M82

A galáxia Messier 82 apresenta alta taxa de formação estelar. Regiões de nascimento estelar concentram diversas fontes ultraluminosas.

M82 X-2 localiza-se afastada do centro galáctico.

O ambiente favorece sistemas binários com transferência elevada de massa.

O estudo liderado por Matteo Bachetti, do Observatório de Cagliari do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, foi publicado no The Astrophysical Journal e consolida o entendimento sobre objetos que desafiam paradigmas estabelecidos na astrofísica de altas energias.

Maria Clara é colaboradora da redação do Mix Vale, portal de notícias com cobertura de Brasil e mundo. Produz conteúdo nas editorias de economia e benefícios, com foco em informação de serviço para o leitor brasileiro. Escreve para o portal desde 2016: Formação: Atriz.

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