Imagem infravermelha de uma estrela de nêutrons (fonte à direita na caixa) com uma emissão infravermelha estendida obtida a partir de observações com o Telescópio Espacial Hubble. O círculo azul indica a posição de raios-X do pulsar (obtida com o Telescópio Espacial de Raios-X Chandra), a cruz marca a posição do pulsar no UV-Optical (medido com o telescópio espacial Hubble). Crédito:Bettina Posselt, Estado de Penn
Uma emissão incomum de infravermelho detectada pelo Telescópio Espacial Hubble de uma estrela de nêutrons próxima pode indicar que o pulsar tem características nunca antes vistas. A observação, por uma equipe de pesquisadores da Penn State, Universidade Sabanci na Turquia, e a Universidade do Arizona, poderia ajudar os astrônomos a entender melhor a evolução das estrelas de nêutrons - os remanescentes incrivelmente densos de estrelas massivas após uma supernova. Um artigo que descreve a pesquisa e duas explicações possíveis para a descoberta incomum aparece em 17 de setembro, 2018 na Astrophysical Journal .
"Esta estrela de nêutrons em particular pertence a um grupo de sete pulsares de raios-X próximos - apelidados de 'os Sete Magníficos' - que são mais quentes do que deveriam ser considerando suas idades e reservatório de energia disponível fornecido pela perda de energia de rotação, "disse Bettina Posselt, professor associado de pesquisa de astronomia e astrofísica na Penn State e o principal autor do artigo. "Observamos uma área estendida de emissões infravermelhas em torno desta estrela de nêutrons - chamada RX J0806.4-4123 - cujo tamanho total se traduz em cerca de 200 unidades astronômicas (ou 2,5 vezes a órbita de Plutão ao redor do Sol) na distância assumida de o pulsar. "
Esta é a primeira estrela de nêutrons em que uma emissão estendida foi vista apenas no infravermelho. Os pesquisadores sugerem duas possibilidades que poderiam explicar a emissão infravermelha estendida vista pelo Telescópio Espacial Hubble. A primeira é que existe um disco de material - possivelmente principalmente poeira - em torno do pulsar.
"Uma teoria é que pode haver o que é conhecido como um 'disco reserva' de material que se aglutinou em torno da estrela de nêutrons após a supernova, "disse Posselt." Tal disco seria composto de matéria da estrela massiva progenitora. Sua interação subsequente com a estrela de nêutrons poderia ter aquecido o pulsar e retardado sua rotação. Se confirmado como um disco substituto de supernova, este resultado pode mudar nossa compreensão geral da evolução das estrelas de nêutrons. "
Estrela de nêutrons com disco circun-pulsar. Se vista no ângulo correto, a emissão espalhada da parte interna do disco poderia produzir a emissão infravermelha estendida observada pelos astrônomos em torno da estrela de nêutrons RX J0806.4-4123. Crédito:Nahks Tr'Ehnl, Estado de Penn
A segunda explicação possível para a emissão infravermelha estendida dessa estrela de nêutrons é uma "nebulosa de vento pulsar".
"Uma nebulosa de vento pulsar exigiria que a estrela de nêutrons exibisse um vento pulsar, "disse Posselt." Um vento pulsar pode ser produzido quando as partículas são aceleradas no campo elétrico que é produzido pela rotação rápida de uma estrela de nêutrons com um forte campo magnético. À medida que a estrela de nêutrons viaja através do meio interestelar a uma velocidade maior do que a do som, um choque pode se formar onde o meio interestelar e o vento pulsar interagem. As partículas em choque iriam então irradiar emissão síncrotron, causando a emissão infravermelha estendida que vemos. Tipicamente, nebulosas de vento pulsar são vistas em raios-X e uma nebulosa de vento pulsar somente infravermelho seria muito incomum e excitante. "
Estrela de nêutrons com uma nebulosa de vento pulsar produzida pela interação do vento pulsar e o meio interestelar que se aproxima. Uma nebulosa de vento pulsar poderia explicar a emissão infravermelha estendida observada por astrônomos em torno da estrela de nêutrons RX J0806.4-4123. Essa nebulosa de vento pulsar somente infravermelho é incomum porque implica uma energia bastante baixa das partículas aceleradas. Crédito:Nahks Tr'Ehnl, Estado de Penn
Embora estrelas de nêutrons sejam geralmente estudadas em emissões de rádio e alta energia, como raios X, este estudo demonstra que informações novas e interessantes sobre estrelas de nêutrons também podem ser obtidas estudando-as no infravermelho. Usando o novo telescópio espacial James Webb da NASA, devido ao lançamento em 2021, os astrônomos serão capazes de explorar ainda mais este espaço de descoberta recém-aberto no infravermelho para entender melhor a evolução da estrela de nêutrons.
