A Missão XRISM Liderada pelo Japão, Está Examinando Profundamente o Sistema Estelar "Oculto" Cygnus X-3
Caros leitores e leitoras do BS!
Imagem: Space Daily
No dia 26/11, o portal Space Daily noticiou que o Observatório XRISM (Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios-X), liderado pelo Japão, capturou o retrato mais detalhado até agora dos gases que fluem dentro de Cygnus X-3, uma das fontes mais estudadas no céu de raios-X.
De acordo com a nota do portal, Cygnus X-3 é um sistema binário que combina um tipo raro de estrela de alta massa com um companheiro compacto – provavelmente um buraco negro.
“A natureza da estrela massiva é um fator que torna Cygnus X-3 tão intrigante,” disse Ralf Ballhausen, associado de pós-doutorado na Universidade de Maryland, College Park, e no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “É uma estrela Wolf-Rayet, um tipo que evoluiu a tal ponto que fortes fluxos conhecidos como ventos estelares arrancam gás da superfície da estrela e o impulsionam para fora. O objeto compacto varre e aquece parte desse gás, fazendo com que ele emita raios-X.”
Um artigo descrevendo as descobertas, liderado por Ballhausen, será publicado em uma edição futura do The Astrophysical Journal.
“Para o XRISM, Cygnus X-3 é um alvo ‘ideal’ – sua luminosidade está ‘exatamente certa’ na faixa de energia em que o XRISM é especialmente sensível,” disse o coautor Timothy Kallman, astrofísico da NASA Goddard. “Essa fonte incomum foi estudada por todos os satélites de raios-X já lançados, então observá-la é uma espécie de rito de passagem para novas missões de raios-X.”
O XRISM (pronuncia-se “crism”) é liderado pela JAXA (Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial) em colaboração com a NASA, com contribuições da ESA (Agência Espacial Europeia). A NASA e a JAXA desenvolveram o espectrômetro de microcalorímetro da missão, chamado Resolve.
Observando Cygnus X-3 por 18 horas no final de março, o Resolve adquiriu um espectro de alta resolução que permite aos astrônomos compreender melhor a dinâmica complexa dos gases que ali operam. Isso inclui o gás em fluxo produzido por uma estrela quente e massiva, sua interação com o companheiro compacto e uma região turbulenta que pode representar uma esteira gerada pelo companheiro enquanto orbita através do gás em fuga.
Em Cygnus X-3, a estrela e o objeto compacto estão tão próximos que completam uma órbita em apenas 4,8 horas. Acredita-se que o sistema binário esteja a cerca de 32.000 anos-luz de distância, na direção da constelação do Cigno.
Embora grossas nuvens de poeira no plano central da nossa galáxia obscureçam qualquer luz visível de Cygnus X-3, o sistema binário foi estudado em rádio, infravermelho, raios gama, além de raios-X.
O sistema está imerso no gás em fluxo da estrela, que é iluminado e ionizado pelos raios-X do companheiro compacto. O gás tanto emite quanto absorve raios-X, e muitos dos picos e vales proeminentes do espectro incorporam ambos os aspectos. No entanto, uma tentativa simples de entender o espectro não tem sucesso, porque algumas das características parecem estar no lugar errado.
Isso ocorre porque o movimento rápido do gás desloca essas características de suas energias laboratoriais normais devido ao efeito Doppler. Os vales de absorção normalmente se deslocam para energias mais altas, indicando gás movendo-se em nossa direção a velocidades de até 1.500.000 km/h (930.000 mph). Os picos de emissão se deslocam para energias mais baixas, indicando gás se afastando de nós a velocidades mais lentas.
Algumas características espectrais exibiram vales de absorção muito mais fortes do que picos de emissão. A razão para esse desequilíbrio, conclui a equipe, é que a dinâmica do vento estelar permite que o gás em movimento absorva uma faixa mais ampla de energias de raios-X emitidas pelo companheiro. O detalhe do espectro do XRISM, particularmente em energias mais altas, ricas em características produzidas por átomos de ferro ionizado, permitiu aos cientistas desvendar esses efeitos.
“Uma chave para adquirir esse detalhe foi a capacidade do XRISM de monitorar o sistema ao longo de várias órbitas,” disse Brian Williams, cientista do projeto da NASA para a missão no Goddard. “Há muito mais a explorar neste espectro, e, finalmente, esperamos que isso nos ajude a determinar se o objeto compacto de Cygnus X-3 é, de fato, um buraco negro.”
O XRISM é uma missão colaborativa entre a JAXA e a NASA, com participação da ESA. A contribuição da NASA inclui a participação científica da CSA (Agência Espacial Canadense).
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