Os cientistas encontraram evidências de que pares de estrelas foram expulsos de suas galáxias hospedeiras. Esta descoberta, feita usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, é um dos exemplos mais claros de pares estelares sendo expulsos de sua base galáctica.

Os astrônomos usam o termo sistema "binário" para se referir a pares de estrelas orbitando uma em torno da outra. Esses pares estelares podem consistir em combinações de estrelas como o nosso Sol, ou variedades mais exóticas e densas, como estrelas de nêutrons ou mesmo buracos negros.

Estrelas de nêutrons se formam quando uma estrela massiva explode como uma supernova e o núcleo da estrela colapsa sobre si mesmo. Sob certas condições, essas explosões gigantescas que criam a estrela de nêutrons não são simétricas. O efeito de recuo pode chutar a estrela com tanta força que ela é expulsa da galáxia onde reside. Esses novos resultados do Chandra mostram que às vezes uma estrela companheira também é forçada a sair da galáxia.

"É como um convidado que é convidado a sair de uma festa com um amigo turbulento, "disse Xiangyu Jin da Universidade McGill em Montreal, Canadá, quem conduziu o estudo. "A estrela companheira nesta situação é arrastada para fora da galáxia simplesmente porque está em órbita com a estrela que se transformou em supernova."

Como os astrônomos procuram esses pares banidos? Se a estrela companheira estiver perto o suficiente, então, a matéria proveniente dele girará em direção à estrela de nêutrons mais densa e formará um disco ao redor da estrela de nêutrons. As fortes forças gravitacionais da estrela de nêutrons fazem com que o material neste disco se mova mais rapidamente à medida que se aproxima da estrela de nêutrons, e as forças de atrito no disco aquecem o disco gasoso a dezenas de milhões de graus. Nessas temperaturas, o disco brilha na luz de raios-X.

Jin e seus colaboradores encontraram assinaturas dos chamados binários de raios-X fora das galáxias em um estudo abrangente do aglomerado de galáxias Fornax feito com dados do Chandra obtidos entre 1999 e 2015. Este aglomerado está relativamente próximo a uma distância de cerca de 60 milhões de luz. anos da Terra na constelação que compartilha seu nome.

Ao combinar o grande conjunto de dados Chandra com observações ópticas, pesquisadores fizeram um censo de fontes de raios-X em cerca de 600, 000 anos-luz da galáxia central no aglomerado de Fornax. Os astrônomos concluíram que cerca de 30 fontes no aglomerado de Fornax eram provavelmente pares de estrelas que foram expulsas do centro de suas galáxias hospedeiras.

"Em vez de estar amarrado a uma galáxia particular, esses pares de estrelas agora existem no espaço entre as galáxias, ou estão saindo de sua galáxia natal, "disse o co-autor Meicun Hou, da Universidade de Nanjing na China.

A equipe também encontrou cerca de outras 150 fontes que parecem estar fora dos limites estelares das galáxias dentro do aglomerado. Estes foram determinados, Contudo, ter outras origens que não a expulsão. Uma possibilidade é que eles residam nos halos, ou longe, da galáxia central do aglomerado Fornax, onde foram formados. Uma segunda possibilidade é que eles sejam binários de raios-X que foram puxados para longe de uma galáxia pela força gravitacional de uma galáxia próxima durante um sobrevôo, ou binários de raios-X deixados para trás como parte dos restos de uma galáxia despojada da maioria de suas estrelas por uma colisão galáctica. Espera-se que tais interações sejam relativamente comuns em uma região populosa como a do aglomerado de Fornax.

"Isso é como o fim de uma festa, onde as pessoas presentes seguem em direções diferentes, e apenas os anfitriões são deixados para trás, "disse o co-autor Zhenlin Zhu, também da Universidade de Nanjing. "No caso de Fornax, o caso extremo é que as galáxias originais realmente não existem mais. "

As observações do Chandra envolveram um tempo total de exposição de 15 dias, permitindo que a equipe descubra 1, 177 fontes de raios-X em sua região de pesquisa, que cobre 29 galáxias no aglomerado Fornax. A equipe estimou quantas dessas fontes provavelmente pertencem a galáxias no aglomerado, e quantas são fontes muito mais distantes não contidas no cluster. Isso os deixou com cerca de 180 fontes localizadas bem fora das principais regiões estelares das galáxias do aglomerado.

"Embora estejamos muito animados com o que descobrimos, nossos dados sugerem que pode haver muito mais desses binários despejados que são muito fracos para serem vistos nos dados do Chandra, "disse o co-autor Zhiyuan Li, também da Universidade de Nanjing. "Precisaremos de observações mais longas do Chandra para detectar essa população de fontes mais fracas."

Um artigo descrevendo esses resultados aparece no dia 1º de maio, Edição de 2019 da Astrophysical Journal e está disponível online.