Cientistas descobriram os primeiros eclipses de raios gama de um tipo especial de sistema estelar binário usando dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA.
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Como detalhado pela NASA, cada um desses chamados sistemas de aranha contém um pulsar – os restos superdensos e em rápida rotação de uma estrela que explodiu em uma supernova – que lentamente erode sua companheira.
Uma equipe vasculhou mais de uma década de observações do Fermi para encontrar sete aranhas que passam por esses eclipses, que ocorrem quando a estrela companheira de baixa massa passa na frente do pulsar do nosso ponto de vista.
Os dados permitiram que eles calculassem como os sistemas se inclinam em relação à nossa linha de visão e outras informações.
Como detalhado pela NASA, is sistemas se desenvolvem porque uma estrela em um binário evolui mais rapidamente do que seu parceiro. Quando a estrela mais massiva se transforma em supernova, ela deixa para trás um pulsar.
Este remanescente estelar emite feixes de luz de vários comprimentos de onda, incluindo raios gama, que entram e saem de nossa visão, criando pulsos tão regulares que rivalizam com a precisão dos relógios atômicos.
No início, um pulsar “se alimenta” de seu companheiro desviando um fluxo de gás. À medida que o sistema evolui, a alimentação para quando o pulsar começa a girar mais rapidamente, gerando fluxos de partículas e radiação que superaquecem o lado frontal do companheiro e o erodem.
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Os cientistas dividem os sistemas em dois tipos: As viúvas negras contêm companheiras com menos de 5% da massa do Sol. Os sistemas Redback hospedam companheiros maiores, tanto em tamanho quanto em massa, pesando entre 10% e 50% do Sol.
Como detalhado pela NASA, os pesquisadores podem calcular as massas dos sistemas de aranha medindo seus movimentos orbitais. As observações de luz visível podem medir a rapidez com que o companheiro está viajando, enquanto as medições de rádio revelam a velocidade do pulsar.
No entanto, eles dependem do movimento em direção e para longe de nós. Para um sistema quase direto, essas mudanças são pequenas e potencialmente confusas. Os mesmos sinais também podem ser produzidos por um sistema menor, de órbita mais lenta, visto de lado. Conhecer a inclinação do sistema em relação à nossa linha de visão é vital para medir a massa.
“O ângulo de inclinação normalmente é medido usando luz visível, mas essas medições vêm com algumas complicações potenciais. À medida que o companheiro orbita o pulsar, seu lado superaquecido aparece e desaparece, criando uma flutuação na luz visível que depende da inclinação”, detalhou.
No entanto, os astrônomos ainda estão aprendendo sobre o processo de superaquecimento, e modelos com diferentes padrões de aquecimento às vezes preveem diferentes massas de pulsar.
Os raios gama, no entanto, são gerados apenas pelo pulsar e têm tanta energia que viajam em linha reta, sem serem afetados por detritos, a menos que sejam bloqueados pelo companheiro.
Como detalhado pela NASA, se os raios gama desaparecerem do conjunto de dados de um sistema de aranha, os cientistas podem inferir que o companheiro eclipsou o pulsar.
A partir daí, eles podem calcular a inclinação do sistema em nossa linha de visão, as velocidades das estrelas e a massa do pulsar.
PSR B1957+20 foi a primeira viúva negra conhecida, descoberta em 1988. Modelos anteriores para este sistema, construídos a partir de observações de luz visível, determinaram que ele foi inclinado cerca de 65 graus em nossa linha de visão e no pulsar massa era 2,4 vezes a do Sol.
Como detalhado pela NASA, isso tornaria o B1957 o pulsar mais pesado conhecido, abrangendo o limite de massa teórico entre o pulsar e o buraco negro.
Olhando para os dados do Fermi, a equipe encontrou 15 fótons de raios gama ausentes. O tempo dos pulsos de raios gama desses objetos é tão confiável que 15 fótons ausentes ao longo de uma década são significativos o suficiente para que a equipe possa determinar que o sistema está eclipsando.
Ainda de acordo com as informações, então foi calculado que o binário está inclinado 84 graus e o pulsar pesa apenas 1,8 vezes mais que o Sol.
Texto com informações da NASA
