O Observatório Chandra da NASA Encontra a Origem das Misteriosas Erupções da Estrela AT 2016blu

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No dia de ontem (09/11), o portal da NASA informou que o Observatório Chandra da agência encontrou a origem das misteriosas erupções da Estrela AT 2016blu.

Crédito: Raios X: NASA/CXC/Univ. of Virgina/M. Aghakhanloo et al.; Óptico: SDSS; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds

Uma imagem composta da galáxia NGC 4559, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra, obtida pelo Observatório de Raios X Chandra da NASA e pelo levantamento óptico Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Os dados do Chandra mostram fontes pontuais de raios X representadas em roxo, enquanto os dados do SDSS mostram a galáxia e os objetos em primeiro e segundo planos em vermelho e azul. A variável azul luminosa e impostora de supernova AT 2016blu está no centro do pequeno quadrado.

Utilizando 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 do The Astrophysical Journal, detalha a descoberta de um objeto companheiro anteriormente oculto, que continua retirando material da estrela massiva a cada 113 dias, enquanto ambos orbitam um ao outro. Esse companheiro 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 eruptiva dessa classe. É também o primeiro desses objetos encontrado com um buraco negro ou uma estrela de nêutrons como companheiro.

A estrela volátil, 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.

“Há 15 anos, os astrônomos vêm observando essa estrela ficar realmente brilhante e depois voltar a enfraquecer regularmente”, afirmou Mojgan Aghakhanloo, da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, que liderou este estudo. “Até conseguirmos obter dados do Chandra no momento certo, não conseguíamos descobrir o que estava provocando isso.”

A estrela AT 2016blu é um tipo de variável azul luminosa, categoria de estrelas quentes e massivas caracterizadas por mudanças em seu brilho. Eta Carinae, por exemplo, é uma variável azul luminosa particularmente conhecida. AT 2016blu é um tipo especial de variável azul luminosa que apresenta aumentos rápidos e repetidos de brilho. Os picos de luminosidade são tão extremos que se assemelham a explosões de supernovas, nas quais uma estrela massiva colapsa sobre si mesma e, em seguida, o material é lançado para o espaço. Entretanto, 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 seja, luz em comprimentos de onda visíveis aos nossos olhos, provenientes de AT 2016blu, aproximadamente a cada 113 dias.

“O comportamento dessa estrela foi inicialmente intrigante, porque ela continuava agindo como uma supernova, mas claramente não é uma, pois continua sobrevivendo a essas erupções cerca de três vezes por ano”, afirmou a coautora Núria Torres-Albà, também da Universidade da Virgínia. “Para compreender a causa dessas erupções, percebemos que precisávamos de dados de raios X, obtidos em um momento cuidadosamente programado para observar a estrela durante uma erupção.”

A equipe utilizou o Chandra porque ele é o único telescópio de raios X com resolução suficientemente alta para distinguir AT 2016blu de outra fonte brilhante de raios X localizada nas proximidades.

Crédito: Raios X: NASA/CXC/Univ. of Virgina/M. Aghakhanloo et al.; Óptico: NSF/KAIT

Imagens mostrando AT 2016blu durante uma erupção e em estado de quiescência. A imagem superior esquerda mostra dados ópticos obtidos em 14 de março de 2026 pelo Katzman Automatic Imaging Telescope (KAIT), quando AT 2016blu estava em quiescência, ou seja, não estava em erupção, enquanto a imagem superior direita mostra dados do KAIT de 25 de março de 2026, quando a fonte estava em erupção. A imagem inferior esquerda mostra dados de raios X do Chandra da NASA obtidos em 2001 e 2002, antes da primeira erupção observada de AT 2016blu, em 2012, e a imagem inferior direita mostra dados do Chandra obtidos entre 24 e 27 de março de 2026.

“Suspeitávamos que os brilhantes clarões repetitivos em comprimentos de onda ópticos poderiam, na verdade, ser alimentados por explosões periódicas de raios X de alta energia”, afirmou o coautor Nathan Smith, da Universidade do Arizona, em Tucson. “O gás denso que circunda o sistema é aquecido pelos raios X e, em seguida, brilha na faixa óptica. Portanto, precisávamos planejar cuidadosamente as observações de raios X do Chandra para que ocorressem simultaneamente 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, período anterior ao 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 aproximação máxima em suas órbitas elípticas ao redor um do outro. Quando se aproximam, o material ejetado pela estrela é capturado pelo buraco negro ou pela estrela de nêutrons. Esse material orbita em velocidades extremamente altas, próximas à velocidade da luz, aquecendo-se tanto que brilha intensamente em raios X.

AT 2016blu é suficientemente brilhante em raios X para ser classificada como candidata a fonte ultraluminosa de raios X. Essas são fontes raras e brilhantes de raios X, detectadas por telescópios como o Chandra, que os astrônomos ainda não compreendem completamente. A interpretação atual dos cientistas é que algumas delas contêm estrelas de nêutrons, enquanto outras possuem buracos negros.

Essas novas observações sugerem que pode existir uma ligação entre as fontes ultraluminosas de raios X e o tipo de erupções estelares violentas observadas em AT 2016blu, especialmente porque muitas fontes ultraluminosas de raios X apresentam grandes variações de brilho nessa faixa de radiação.

A descoberta desse sistema também poderá contribuir para estudos de estrelas que apresentam mudanças de brilho antes de passarem por explosões de supernovas. 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 utilizou o Katzman Automatic Imaging Telescope, o Las Cumbres Observatory Global Supernova Project e observações da American Association of Variable Star Observers, incluindo aquelas realizadas por mais de 30 astrônomos amadores, para monitorar o brilho da estrela.

Quando essas observações indicaram que a estrela estava em erupção no início de 2026, as observações do Chandra foram acionadas e realizadas em março de 2026, como parte de seu programa “Target of Opportunity” (Alvo de Oportunidade), desenvolvido para levar em consideração eventos especiais.

O Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama, administra 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.

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