Descoberto o pulsar mais brilhante e distante já detetado no Universo

O XMM-Newton da ESA descobriu um pulsar – o remanescente giratório de uma estrela anteriormente massiva – que é mil vezes mais brilhante do que se pensava ser possível.

O pulsar é também o mais distante do seu tipo já detetado, tendo a sua luz viajado 50 milhões de anos-luz antes de ser detetada pelo XMM-Newton.

Os pulsares são estrelas de neutrões giratórias e magnetizadas que varrem pulsos regulares de radiação em dois feixes simétricos através do cosmos. Se devidamente alinhados com a Terra, estes feixes são como um farol que parece ligar e desligar-se à medida que gira.

São remanescentes de estrelas gigantes que explodiram como poderosas supernovas no final da sua vida natural, antes de se tornarem “cadáveres” estelares pequenos e extraordinariamente densos.

Esta fonte de raios-X é a mais luminosa do seu tipo já detetada até à data: é 10 vezes mais brilhante do que o anterior detentor do recorde. Num segundo, emite a mesma quantidade de energia libertada pelo nosso Sol em 3,5 anos.

O XMM-Newton observou o objeto várias vezes ao longo dos últimos 13 anos, sendo a descoberta o resultado de uma busca sistemática por pulsares nos dados de arquivo – e foi o seu pulso periódico de 1,13 segundos que saltou à vista.

O sinal também foi identificado em dados de arquivo do NuSTAR da NASA, fornecendo informações adicionais.

“Antes, pensava-se que apenas os buracos negros com pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol, alimentando-se das suas companheiras estelares, podiam alcançar tais luminosidades extraordinárias, mas as pulsações rápidas e regulares desta fonte são as impressões digitais de estrelas de neutrões e distinguem-se claramente dos buracos negros,” comenta Gian Luca Israel, do INAF-Observatório Astronómico de Roma, Itália, autor principal do artigo que descreve o resultado, publicado na revista Science.

Os dados de arquivo também revelaram que a rotação do pulsar mudou ao longo do tempo, de 1,43 segundos em 2003 para 1,13 segundos em 2014. A mesma aceleração relativa, na rotação da Terra, encurtaria o dia por cinco horas no mesmo período de tempo.

“Só uma estrela de neutrões é compacta o suficiente para se manter unida enquanto gira tão depressa,” acrescenta Gian Luca.

Embora não seja invulgar para a rotação de uma estrela de neutrões mudar, neste caso o aumento tão elevado está provavelmente relacionado com o rápido consumo de massa de uma companheira.

“Este objeto é realmente um desafio para a nossa compreensão atual do processo de acreção para estrelas de alta luminosidade. É 1000 vezes mais luminosa do que se pensava ser possível para uma estrela de neutrões com acreção, de modo que é necessário algo mais nos nossos modelos, a fim de poderem explicar a quantidade enorme de energia libertada pelo objeto”, realça Gian Luca.

Os cientistas pensam que deve haver um campo magnético forte e complexo perto da sua superfície, de tal forma que a acreção na superfície da estrela de neutrões ainda é possível enquanto gera a alta luminosidade.

“A descoberta deste objeto muito invulgar, de longe o mais extremo já descoberto em termos de distância, luminosidade e aumento da sua rotação, estabelece um novo para o XMM-Newton, e está a mudar as nossas ideias de como estes objetos realmente ‘trabalham’,” conclui Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.