Mistério sobre estrela famosa é desvendado após mais de 50 anos

Após décadas de mistério, cientistas finalmente desvendam a origem dos raios-X da estrela gigante Gamma Cassiopeiae

Um estudo divulgado na última terça-feira (24) na revista Astronomy & Astrophysics apresentou uma explicação para um mistério que há décadas desafia a comunidade científica. A pesquisa identifica a origem dos raios X emitidos pela estrela Gamma Cassiopeiae (γ-Cas), um comportamento considerado atípico desde que foi observado pela primeira vez, nos anos 1970.
Segundo os pesquisadores, esse tipo de emissão não segue os padrões comuns vistos em outras estrelas semelhantes, o que sempre gerou dúvidas e diversas hipóteses ao longo dos anos. Com o avanço das tecnologias de observação e análise, os cientistas conseguiram reunir dados mais precisos, permitindo uma compreensão mais detalhada do fenômeno.

A descoberta foi realizada a partir de dados coletados pelo telescópio espacial XRISM (sigla em inglês para Missão de Imageamento e Espectroscopia em Raios X), um projeto conjunto entre a NASA e a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), com a colaboração da Agência Espacial Europeia (ESA), que conduz observações de raios X com elevada precisão.

Os dados mostram que a emissão está diretamente associada ao movimento de uma estrela companheira não visível, solucionando uma questão que permanecia sem resposta por mais de 50 anos.

Em resumo:

• O enigma da estrela γ-Cas intrigava os astrônomos por décadas;
  
• Ela apresenta emissão de raios X fora do padrão, cuja origem foi finalmente explicada;
  
• A descoberta foi realizada com o telescópio espacial XRISM;
  
• A estrela γ-Cas faz parte da constelação de Cassiopeia e possui grande brilho;
  
• O plasma aquecido da anã branca companheira é responsável pela geração dos raios X energéticos;
  
• O resultado contribui para o entendimento da evolução de sistemas binários.
  

O estudo foi conduzido pela astrônoma Yaël Nazé, da Universidade de Liège, na Bélgica. De acordo com ela, vários grupos de pesquisadores tentaram esclarecer o fenômeno ao longo dos anos, mas somente agora foi possível alcançar uma explicação definitiva graças ao uso de tecnologias mais avançadas.

A estrela integra uma constelação com formato semelhante à letra W.
A estrela γ-Cas pertence à constelação de Cassiopeia, famosa por apresentar um formato semelhante à letra “W”. Ela pode ser observada a olho nu em noites de céu limpo e sempre se destacou entre os observadores devido ao seu brilho intenso.

Segundo um comunicado, o mistério teve início em 1866, quando o astrônomo italiano Angelo Secchi detectou uma característica incomum na luz da estrela. Ao examinar seu espectro, ele observou que o hidrogênio surgia como uma linha brilhante, e não escura, como é típico em estrelas como o Sol.

Essa particularidade levou à criação de uma nova classe de estrelas, conhecida como tipo Be — astros quentes, massivos e cercados por um disco de matéria, formado a partir de material expelido devido à sua rotação extremamente rápida.

Com o progresso das pesquisas, os cientistas constataram que esses discos podem se formar e desaparecer ao longo do tempo. Esse fenômeno provoca variações no brilho da estrela, mantendo γ-Cas como um objeto de grande interesse tanto para astrônomos profissionais quanto amadores.

Estudos mais detalhados indicaram a presença de uma companheira de baixa massa, invisível diretamente. A hipótese principal era que se tratasse de uma anã branca — uma estrela extremamente densa, com massa semelhante à do Sol, mas com tamanho aproximado ao da Terra.

Na década de 1970, um novo desafio surgiu: γ-Cas foi identificada como uma fonte de raios X de altíssima energia. Esse tipo de emissão é incomum em estrelas desse tipo, aumentando ainda mais a curiosidade da comunidade científica.

Pesquisas posteriores revelaram que esses raios X eram produzidos por um plasma extremamente quente, com temperaturas em torno de 150 milhões de graus. Além disso, a intensidade observada era aproximadamente 40 vezes maior do que o previsto.

Com o auxílio de telescópios espaciais, como o XMM-Newton, da ESA, o Chandra, da NASA, e o eROSITA, liderado pela Alemanha, os cientistas conseguiram identificar outras estrelas apresentando comportamento semelhante. Esse conjunto passou a ser classificado como estrelas do tipo gama-Cas.

Instrumento “Resolve” soluciona enigma
Ao longo do tempo, surgiram duas explicações principais. A primeira propunha que os campos magnéticos da estrela interagiam com o disco ao seu redor, gerando o plasma extremamente quente. A segunda hipótese sugeria que o material do disco estava sendo atraído pela estrela companheira.

A solução definitiva surgiu com o instrumento Resolve, um espectrômetro de alta resolução a bordo do XRISM. Ele permite medir com grande precisão a energia dos raios X emitidos, funcionando como uma espécie de “analisador de cores” para essa radiação.

Durante uma campanha de observação, os pesquisadores notaram que os sinais do plasma quente variavam conforme o movimento orbital da estrela companheira. Isso mostrou que a emissão de raios X está diretamente ligada a esse objeto invisível.

Na prática, a anã branca atrai e acumula material da estrela principal, liberando grande quantidade de energia, que é então emitida na forma de raios X.

Além de solucionar o mistério, a descoberta levanta novas questões sobre a formação desses sistemas binários. Pesquisas recentes indicam que esse tipo de par estelar é mais raro do que se pensava, especialmente entre estrelas de alta massa.

Para os pesquisadores, compreender a interação entre essas estrelas será essencial para aprimorar os modelos de evolução estelar. O caso de γ-Cas passa a servir como referência para estudos futuros.

Lançada em setembro de 2023, a missão XRISM incorpora tecnologias avançadas para observar o Universo em raios X. Entre seus principais instrumentos estão o espectrômetro Resolve e a câmera Xtend, capaz de capturar imagens amplas do céu. Combinados, eles fornecem uma visão detalhada de fenômenos energéticos, contribuindo para desvendar alguns dos maiores mistérios cósmicos.

Fonte: Olhar Digital