Astrônomos investigam farol cósmico misterioso

Astrônomos da Alemanha e da Turquia analisaram a fonte ultraluminosa de raios X batizada como X-4, na galáxia NGC 4631, também conhecida como Galáxia da Baleia, localizada na direção da constelação dos Cães de Caça. A análise saiu no arXiv e reúne dados dos telescópios Chandra, XMM-Newton e Swift/XRT.

O objeto interessa aos pesquisadores porque ele muda muito de brilho e pode revelar como matéria se comporta perto de corpos compactos. A candidata central pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro de massa estelar.

Um farol extremo na Galáxia da Baleia

NGC 4631 fica a 24,45 milhões de anos-luz da Terra. A galáxia tem formação ativa de estrelas e emissão fora de seu plano principal. Esse ambiente favorece fontes luminosas de raios X.

Astrônomos já catalogaram oito fontes ultraluminosas de raios X em NGC 4631. Elas receberam os nomes X-1 a X-8.

A equipe liderada por Sinan Allak, do Instituto de Astronomia e Astrofísica de Tübingen, na Alemanha, concentrou a análise em X-4.

O que torna X-4 tão incomum

Fontes ultraluminosas de raios X (ou ULXs), aparecem como pontos muito brilhantes no céu. Cada uma emite mais radiação em raios X do que 1 milhão de sóis em todos os comprimentos de onda.

Elas brilham menos que núcleos galácticos ativos. Ainda assim, superam de forma persistente qualquer processo estelar comum conhecido.

X-4 também tem uma nebulosa em bolha muito assimétrica ao redor. Essa estrutura provavelmente recebe energia de choques causados por jatos ou fluxos de matéria.

Brilho que muda em várias escalas

De acordo com o Phys, os pesquisadores investigaram variações de X-4 em períodos longos e curtos. O brilho na faixa de 0,3 a 10 keV mudou por mais de duas ordens de magnitude.

Isso confirma a natureza transitória sugerida por observações anteriores. Ou seja, X-4 alterna fases de atividade muito diferentes.

Em escalas menores, a curva de luz do Chandra mostrou picos com duração de cerca de 1.000 a 5.000 segundos. Ela também exibiu flutuações sem periodicidade clara.

A equipe escreveu que reuniu dados de várias épocas para investigar a variabilidade “de anos até intervalos de quilosegundos”.

Ventos densos podem moldar a emissão

Os dados sugerem que a emissão de X-4 sofre influência de um vento espesso, movido pela própria radiação. Esse vento nasce quando o fluxo de matéria fica extremo.

A relação entre luminosidade e temperatura não segue o padrão de um disco fino de acreção. A evolução da dureza espectral também não cresce de modo simples.

A explicação mais provável envolve acreção super-Eddington. Nesse caso, o objeto compacto recebe matéria em ritmo intenso e gera ventos que alteram a aparência dos raios X.

O que falta para identificar o objeto

A equipe não encontrou pulsações coerentes, oscilações quase periódicas ou sinais periódicos estatisticamente relevantes. Os dados do Chandra e do XMM-Newton não bastaram para cravar a natureza de X-4.

As propriedades observadas colocam X-4 entre ULXs com acreção super-Eddington. O objeto compacto pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro de massa estelar.

Observações mais profundas, com maior relação sinal-ruído, serão decisivas. Elas podem revelar a estrutura do fluxo de acreção e a identidade do motor escondido em X-4.