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Os binários de raios X são sistemas intrigantes que consistem em dois corpos celestes: uma estrela normal e um objeto compacto e morto, como um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, que suga material de sua companheira estelar. Algumas centenas dessas fontes foram identificadas até agora na nossa Galáxia. Quando se trata dos fenômenos mais poderosos do Universo, a liberação de energia gravitacional em sistemas binários de raios X destaca-se como um processo altamente eficiente.
Entre os primeiros sistemas binários de raios X descobertos no cosmos está o sistema Cygnus X-3. Desde o início da década de 1970, este sistema binário tem sido conhecido pela sua capacidade de emergir brevemente como uma das fontes de rádio mais intensas, mas em poucos dias diminui ou desaparece completamente. Esta característica peculiar estimulou os primeiros esforços, coordenados por telefonemas, para unir as observações astronómicas em todo o mundo. O comportamento único do sistema durante estes eventos de curta duração e altamente energéticos, contrastando com a sua natureza “normal”, levou a que fosse apelidado de “quebra-cabeça astronómico Cygnus X-3” por RM Hjellming em 1973. Numerosos esforços foram direcionados para compreendendo sua natureza desde então.
O avanço na resolução deste quebra-cabeça foi alcançado graças ao estudo deste sistema com o satélite Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) que foi lançado pela NASA em dezembro de 2021. De acordo com Alexandra Veledina, pesquisadora da Academia da Universidade de Turku, na Finlândia e autor principal do estudo, o uso da visão polarizada de raios X forneceu informações sobre a configuração da matéria que rodeia o objeto compacto na proximidade mais próxima do buraco negro.
“Descobrimos que o objeto compacto está rodeado por um envelope de matéria densa e opaca. A luz que observamos é um reflexo das paredes internas do funil formadas pelo gás circundante, semelhante a um copo com interior espelhado”, explica Veledina. .
Esta revelação levou à identificação de Cygnus X-3 como um membro da classe de fontes de raios X ultraluminosas (ULXs), que consomem matéria a uma taxa tão gigantesca que uma fração considerável do material que cai não cabe dentro horizonte de eventos, mas sim sendo cuspido para fora do sistema.
“Os ULXs são normalmente observados como pontos luminosos nas imagens de galáxias distantes, com as suas emissões amplificadas pelos efeitos de focagem do funil circundante do objeto compacto, agindo de forma semelhante a um megafone”, elabora Juri Poutanen, professor do Departamento de Física e Astronomia de a Universidade de Turku e coautor da pesquisa.
“No entanto, devido às vastas distâncias a estas fontes, milhares de vezes além da extensão da Via Láctea, elas parecem relativamente fracas aos telescópios de raios X. A nossa descoberta revelou agora uma contraparte brilhante destas ULXs distantes que residem na nossa própria galáxia. .”
Esta descoberta significativa marca um novo capítulo na investigação desta extraordinária fonte cósmica, oferecendo uma oportunidade para uma exploração aprofundada do consumo extremo de matéria.
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