A natureza do mais rápido binário de estrelas

2002-05-23

Espectro do sistema RX J0806.3+1527 obtido com o instrumento FORS1 no telescópio ANTU (VLT-ESO). A presença de muitas linhas de emissão de hélio ionizado (He II), algumas de carbono e azoto duplamente ionizados (C III e N III), testemunham a temperatura extremamente elevada à superfície das estrelas do sistema. Crédito: ESO.
O sistema RX J0806.3+1527, localizado na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
de Caranguejo, foi descoberto como sendo uma fonte de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
variável: a cada 5 minutos, "apaga-se" por um breve momento. Observações recentes mostram que este período reflecte, indubitavelmente, o movimento orbital de duas anãs brancas
anã branca
Uma anã branca, sendo o núcleo exposto de uma gigante vermelha, é uma estrela degenerada muito densa na qual se encontra esgotada qualquer fonte de energia termonuclear. As anãs brancas, que constituem uma fase final da evolução das estrelas de pequena massa, representam cerca de 10 % das estrelas da nossa galáxia, e são por isso muito comuns. O nosso Sol passará um dia pela fase de anã branca, altura em que terá um diâmetro de apenas 10 000 km.
que giram uma em torno da outra a uma distância de apenas 80 000 km (um quinto da distância Terra-Lua). Cada uma das estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
é, aproximadamente, do mesmo tamanho da Terra e este é o período orbital
período orbital
O tempo necessário para que um corpo descreva uma órbita completa e fechada em torno de outro corpo.
mais curto conhecido dum sistema binário estelar: uma revolução
revolução
Movimento de translação de um corpo ao percorrer a sua órbita em torno de outro corpo; por exemplo, o movimento dos planetas em torno do Sol, ou o da Lua em torno da Terra.
completa demora apenas 321 segundos - pouco mais de 5 minutos - ou seja, 100 000 vezes menor do que o período de revolução da Terra em torno do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
.

Embora a luz visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
emitida por este sistema seja muito fraca, o sistema emite fortemente em raios-X. Foi devido a esta emissão que foi detectado pela primeira vez como uma fonte de raios-X de origem desconhecida, pelo observatório espacial alemão ROSAT
ROentgen SATellite (ROSAT)
O observatório espacial de raios-X ROSAT foi uma missão internacional entre a Alemanha, os Estados Unidos da América e o Reino Unido, lançada em 1990 e terminada em 1999. Dois instrumentos principais foram a bordo do satélite: um telescópio de raios-X e uma câmara de campo largo com o seu próprio sistema de espelhos.
, em 1994. Mais tarde, descobriu-se que era uma fonte variável e periódica, sendo observada recentemente com mais detalhe pelo observatório de raios-X Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
).

A posição desta fonte de raios-X no céu foi determinada com precisão suficiente para que se concluísse que, nessa mesma direcção, um objecto emitia uma luz vísivel extremamente fraca, de magnitude 21.1, ou seja, mais de um milhão de vezes mais fraca que o objecto menos luminoso visível a olho-nu. As observações seguintes foram feitas com vários telescópios mundiais, incluindo o VLT
Very Large Telescope (VLT)
O Very Large Telescope é um observatório operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) e localizado no Cerro Paranal, no deserto de Atacama, no Chile. O VLT é composto por 4 telescópios de 8,2 m de diâmetro que podem trabalhar simultaneamente, constituindo um interferómetro óptico, ou independentemente.
(Very Large Telescope), do ESO
European Southern Observatory (ESO)
O Observatório Europeu do Sul é uma organização europeia de Astronomia para o estudo do céu austral fundada em 1962. Conta actualmente com a participação de 10 países europeus e ainda do Chile. Portugal tornou-se membro do ESO em 1 de Janeiro de 2001, no seguimento de um acordo de cooperação que durou cerca de 10 anos.
, localizado no Observatório Paranal (Chile) e o TNG (Telescópio Nacional Galileo), telescópio italiano localizado no Observatório de Roque de Los Muchachos (Ilhas Canárias, Espanha).

As observações da luz visível emitida por RX J0806.3+1527 também mostraram uma perda de intensidade a cada 5 minutos, enquanto nenhuma outra modulação periódica se observava. O espectro deste objecto, obtido com o instrumento FORS1 no telescópio ANTU de 8,2m do VLT, revelou que este objecto é composto por uma grande quantidade de hélio, ao contrário da maioria das estrelas, que são compostas essencialmente por hidrogénio.

A teoria que interpreta estes resultados observacionais prevê que as duas estrelas, que se encontram ligadas gravitacionalmente, produzem raios-X quando uma delas actua como um "aspirador gigante", sugando o gás da sua companheira, que já perdeu uma grande quantidade de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
neste processo. A matéria sugada atinge a superfície da estrela a grande velocidade e a zona correspondente - um "ponto quente" - é aquecida a uma temperatura de 250 000º C, pelo que são emitidos raios-X. Essa radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
não é detectada durante um curto tempo em cada revolução orbital, quando o "ponto quente" se encontra do lado contrário à direcção da Terra.

Os sistemas cujo período orbital é inferior a uma hora são denominados sistemas AM Canis Venaticorum (AM CVn), como o primeiro sistema deste tipo a ser descoberto. É provável que estes sistemas, depois de alcançarem um período orbital de alguns minutos, evoluam para períodos orbitais mais longos. Assim, o sistema RX J0806.3+1527 encontra-se agora no princípio da "fase AM CVn", uma fase transitória e rara de se observar.

O período orbital extremamente curto de RX J0806.3+1527 torna-o um excelente candidato para a detecção de ondas gravitacionais, previstas pela teoria da relatividade geral
Teoria da Relatividade Geral
A Teoria da Relatividade Geral foi formulada por Albert Einstein em 1916 como expansão da Teoria da Relatividade Restrita (formulada em 1905) de forma a incluir o efeito da gravitação no espaço-tempo. Esta teoria propõe que o espaço-tempo é uma estrutura quadri-dimensional cuja curvatura é determinada pela presença de matéria. Neste sentido, a gravitação manifesta-se como curvatura do espaço-tempo, e não como uma força entre duas massas.
de Einstein. Embora nunca tenham sido medidas directamente, a existência das ondas gravitacionais já foi revelada indirectamente em sistemas binários de estrelas de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
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Notícia original: http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/pr-06-02.html